[发明专利]垂直分层空时编码通信系统的均匀信道分解方法

摘要

本发明公开了一种垂直分层空时编码通信系统的均匀信道分解方法，主要解决传统均匀信道分解方法受信道误差影响大的问题。其分解过程为：(1)发送端对获取的带有误差的信道矩阵进行奇异值分解；(2)发送端和接收端分别利用奇异值分解出的酉矩阵构造扩展矩阵J；(3)发送端和接收端分别对扩展矩阵J进行几何均值分解；(4)发送端根据奇异值分解得到的对角矩阵和酉矩阵P_J设计预处理矩阵F，并用此预处理矩阵对发送信号进行预处理；(5)接收端根据几何均值分解的结果得到后处理矩阵W的行向量；(6)接收端采用串行干扰抵消的方法对接收信号矢量y进行译码。本发明具有误码率低，系统容量高的优点，用于多输入多输出通信系统的收发机设计。

主权项

1.一种垂直分层空时编码通信系统的均匀信道分解方法，包括如下步骤：(1)发送端对获取的带有误差的信道矩阵进行奇异值分解，得到H^=U^Λ^V^H,]]>式中，是由的奇异值构成的对角矩阵，是对应于的奇异值的左奇异向量构成的酉矩阵，是对应于的奇异值的右奇异向量构成的酉矩阵，是的共轭转置矩阵；(2)发送端和接收端分别利用奇异值分解出的酉矩阵构造出如下的扩展矩阵J：式中，其中γ是一个对角矩阵，其第m(1≤m≤M)个对角元素γ_m为加载到第m(1≤m≤M)个子信道上的功率，每个γ_m根据“注水”功率分配技术确定，是一个其第m(1≤m≤M)个对角元素为的对角矩阵，α=σz2/σx2,]]>σ_z²为噪声功率，σ_x²为信号的功率，σ_ΔH²为信道信息的均方误差，Tr(·)表示矩阵的迹，I_M是M维的单位矩阵；(3)对上述扩展矩阵进行几何均值分解，得到半酉矩阵、上三角矩阵和酉矩阵的乘积，用公式表示为：式中，R_J是实数域空间上的具有相等对角元素的M×M维上三角矩阵，Q_J是复数域空间上(M+N)×M维的半酉矩阵，P_J是复数域空间上M×M维的酉矩阵；(4)发送端根据以上分解得出的酉矩阵和P_J设计预处理矩阵F，并用该预处理矩阵对发送信号进行预处理，得到发送信号矢量：x~=Fx,]]>x为发送端调制后的信号矢量；(5)接收端由Q_J的前M行组成新的矩阵根据计算接收端的后处理矩阵W的行向量w_i：wi=rJ,ii-1qGau,iH,i=1,2,...,M]]>式中，r_J，ii是R_J的第i个对角元素，r_J，ii^-1表示1/r_J，ii，是的第i列，是的共轭转置向量；(6)接收端收到的信号矢量y为：y＝HFx+z，接收端采用串行干扰抵消的方法对接收信号矢量y进行译码，得到发送端原始数据的近似值