[发明专利]一种非线性预编码的下行传输方法

摘要

本发明属于无线通信技术领域，涉及一种非线性预编码的下行传输方法。本发明采用多输入多输出系统中的VP非线性预编算法，所述系统具有Nt根基站发射天线和N个终端用户，每个终端用户配备Nr根接收天线，其中Nt≥NNr，即发射天线数大于用户接收天线总数。假设用户i的数据流数为Ki，其中Nr≥Ki，即接收天线数大于流数。本发明的主要原理是只均衡数据符号前的系数，使得扰动向量前的系数也为1，从而在取模以后扰动向量能够被完全消除。

主权项

1.一种非线性预编码的下行传输方法，该方法用于MIMO系统，系统有N_t根基站发射天线和N个终端用户，每个终端用户配备N_r根接收天线，其中N_t≥NN_r，即发射天线数大于用户接收天线总数；用户i的数据流数为K_i，其中N_r≥K_i，即接收天线数大于流数；其特征在于，所述下行传输方法包括：发射端S1、计算信道相关矩阵，第k根接收天线对应的信道相关矩阵R_k为：其中j代表子载波序号，M是子载波个数，R_k表示第k根接收天线的信道相关矩阵，R_k,j表示第k根接收天线在第j个子载波上的信道相关矩阵，代表第k根接收天线在第j个子载波上的信道，是一个行向量；定义平均信道相关矩阵和R为：S2、求解预编码矩阵：S21、求解第i根接收天线对应的中间变量v_i：v_i＝eig(R^‑1R_i) i＝1,2,...,NN_r其中eig(·)表示求解最大特征值对应的特征向量；S22、将所有接收天线对应的v_i按列排列，构造方阵V：S23、求取满秩传输时的预编码矩阵W'：W'＝V(V^HV)^‑1＝[W'₁ W'₂ … W'_N]其中为用户i满秩传输时对应的预编码矩阵；S24、用户i传输K_i流数据，任意取用户i满秩传输时对应的预编码矩阵W'_i的K_i列，作为最终用户i的预编码矩阵W_i，即：其中表示取矩阵第p₁ … p_Ki列向量；S25、根据步骤S24的结果构造最终的预编码矩阵W：W＝[W₁ W₂ … W_N]S3、搜索扰动矢量：其中，l为最终搜索出来的扰动矢量，为候选扰动矢量，其实部和虚部均属于K维复整数格点，s为数据符号，τ为取模大小，跟调制方式有关，M为星座点的个数；S4、对数据符号加扰并进行预编码：x＝W(s+τl)其中x为预编码以后的发送符号；S5、对发射功率进行归一化：其中归一化因子为预编码后并归一化的发送符号；S6、基站侧将各用户的均衡指示信息发送给终端用户，均衡指示信息包括接收天线指示信息，数据流索引信息，用户索引信息；具体包括：S61、基站侧单独通知各用户是否需要进行新的均衡，如果基站侧采用的是VP预编码，则需要通知用户采用新的均衡方式，然后进入步骤S62，否则需要通知用户保持原来的均衡方式，然后进入步骤S7；S62、基站侧通过RRC信令将各用户的数据流在所有数据流中的索引告知给用户；S63、基站侧向用户发送接收天线指示信息，具体为从如下两种方案中任选一种：方案1)接收天线指示信息通过DCI指示给用户，DCI的比特数等于用户的接收天线数N_r；如果用户i选取的是满秩预编码矩阵W'_i的第m列，则用户i在其第m根接收天线上接收数据；用户i的预编码矩阵W_i选取的是其满秩预编码矩阵W'_i中的第列，则DCI的第的比特符号为1或0，其余比特符号与之相反；方案2)基站侧通过RRC信令将用户索引信息告知给各用户，然后向所有被调度的用户广播所有用户的接收天线指示信息；接收天线指示信息通过DCI指示给用户，由于每个用户接收天线为N_r，一共有N个用户，所以DCI的比特数为N×N_r；用户i的预编码矩阵W_i选取的是其满秩预编码矩阵W'_i中的第列，则DCI的第的比特符号为1或0，将所有用户对应的DCI中需要置1或0的位置置1或0，其余比特符号与之相反；接收端S7、用户接收到基站发送的信号：其中表示等效信道矩阵；S8、乘以归一化因子β：βy＝Α(s+τl)+βn即对于用户i来说，其接收到的信号为：其中为第i个用户的等效信道矩阵；S9、用户根据接收到的均衡指示信息，判断是否采用新的均衡方式，若是，则用户需要在指示的接收天线上进行信号接收，否则直接进入步骤S10；对于用户i的第k∈{1 2 … K_i}个数据流来说，令其位于所有数据流中的第n流，且在用户i的第m∈{1 2 … N_r}根接收天线上接收数据，其对应的接收信号为：其中表示用户i的第k流数据符号对应的接收信号，表示用户i的等效信道矩阵Α_i的第m行第n列对应的元素；s_n表示用户i的第k流数据符号，在所有的数据流符号中，为第n流数据符号；τl_n表示第n流数据符号的扰动，表示所有用户的总的数据流数，i_n为第n流数据符号的干扰，表示第n流数据符号的等效噪声；m和n的值根据步骤S63中选择的接收天线指示信息发送方案确定，如果发送方案为方案1，则进入步骤S911，方案2则进入步骤S921；S911、m根据接收天线指示信息来确定；用户i接收到的指示信息是直接针对于用户i的，表示的是用户i接收天线接收数据符号的情况；对于用户i的第k∈{1 2 … K_i}流数据符号来说，其接收天线指示信息的第m_k位为1(或0)，则m＝m_k，即在第m_k根接收天线上接收信号；S912、n直接根据用户i接收到的数据流索引来确定；对于用户i的第k个数据流来说，此时n＝n_k，进入步骤S10；S921、m根据接收天线指示信息以及用户索引来确定；此时各用户接收到的指示信息不再是针对于单个用户的，而是所有被调度用户的接收天线指示信息，各用户需要从接收到的指示信息中确定出属于自己的指示信息：首先将接收天线指示信息按每N_r个比特进行分段，一共可分为N段；然后根据用户索引i选取第i段作为用户i的接收天线指示信息；对于用户i的第k∈{1 2 … K_i}流数据符号来说，其接收天线指示信息的第m_k位为1(或0)，则m＝m_k，即在第m_k根接收天线上接收信号；S922、n直接根据用户i接收到的数据流索引来确定；对于用户i的第k个数据流来说，此时n＝n_k，S10、均衡，即在相应的接收天线上均衡数据符号前的系数S11、取模其中取模以后的残留干扰，表示取模以后的残留噪声；由于τl_n前面的系数为1，所以τl_n经过取模操作以后完全被消除了；定义对变量a进行大小为τ的取模运算如下：S12、解调与检测。