[发明专利]基于MMSE准则提高非线性MU MIMO系统性能的方法及装置

权利要求书

1.一种基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法，其特征在于，所述方法至少包括以下步骤：

步骤1)、估计发送端非线性信号的统计特征，基于所述非线性信号的统计特征将非线性信号分解为线性增益信号和失真信号，且线性增益信号和失真信号不相关；

步骤2)、对分解后的非线性信号进行预编码，以消除多用户间线性增益信号的干扰；

步骤3)、将多用户间失真信号干扰化为噪声处理；

步骤4)、根据接收端的非线性信号求取MMSE检测矩阵，以恢复多用户的原始发射信号；

其中，步骤1)包括：

步骤11)、计算非线性信号的线性增益系数和失真信号的功率，满足如下关系：

其中，y(n)＝f(x(n))，n为时域信号的步长，y为时域失真信号，x为时域发送信号，α为线性增益系数，为失真信号的功率，y^*表示时域失真信号的共轭，E(xy^*)表示时域发送信号与时域失真信号共轭乘积的期望值，E(|x|²)表示时域信号绝对值平方的期望值；

步骤12)、将非线性信号分解为线性增益信号和失真信号，满足如下关系：

y(n)＝αx(n)+d(n)，

其中，x(n)为线性增益信号，d(n)为失真信号，且x(n)和d(n)不相关；

在所述步骤3)中，计算多用户间的失真信号干扰的步骤包括：

步骤31)、获得各根发射天线上发射信号的频域表达式，满足：

Y(k)＝αX(k)+D(k)，其中，k是频域子载波的序列号，X(k)是第k个子载波上的输入信号，Y(k)是第k个子载波上的输出信号，D(k)是多重随机变量分布的叠加；

步骤32)、基于各根发射天线上发射信号的频域表达式获得发射信号矩阵：

Y(k)＝αX(k)+D(k)； (1)

步骤33)、计算第m个用户第k个子载波上的接收信号，满足：

并将(1)式带入(2)式，得：

R_m(k)＝αH_m(k)Q_m(k)S_m(k)+H_m(k)D(k)+N_m(k)， (3)

其中，R_m(k)为第m个用户第k个子载波上的接收信号，S_m(k)为第m个用户第k个子载波上的发射信号，H_m(k)为信道矩阵，Q_m(k)为预编码矩阵，N_m(k)为加性高斯白噪声；H_m(k)D(k)为多用户间的失真信号干扰项；

步骤4)中，求取MMSE检测矩阵包括：

步骤41)、通过MMSE准则计算恢第的线性发射信号，满足如下关系式：

其中，为恢复的线性发射信号，G_m(k)为线性发射信号对应的MMSE检测矩阵；

步骤42)、将(3)式带入(4)式，得到非线性发射信号对应的MMSE检测矩阵：

其中，为噪声功率，I为单位矩阵，α为线性增益系数。

2.根据权利要求1所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法，其特征在于，还包括利用快速逆傅里叶变换将预编码之后的信号进行频域向时域的转换，利用快速傅里叶变换将接收端的非线性信号进行时域向频域的转换。

3.根据权利要求1所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法，其特征在于，还包括调制多用户的原始发射信号。

4.根据权利要求3所述的基于MMSE准则提高非线性多用户MIMO系统性能的方法，其特征在于，调制多用户的原始发射信号采用正交振幅调制或正交相移键控调制。