專利名稱：多用戶多輸入多輸出通信方法及裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線通信系統(tǒng)，具體地講，涉及一種利用臟紙預(yù)編碼和信道幾何平均分解的多用戶多天線通信方法及裝置。
背景技術(shù)：
隨著無線網(wǎng)絡(luò)、多媒體技術(shù)和因特網(wǎng)的逐漸融合，人們對無線通信業(yè)務(wù)的類型和質(zhì)量的要求越來越高。為滿足無線多媒體和高速率數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊螅枰_發(fā)新一代無線通信系統(tǒng)。人們普遍認(rèn)為，新一代無線系統(tǒng)中，多天線輸入輸出(MIMO)將成為主要的無線傳輸技術(shù)。
MIMO系統(tǒng)是指在發(fā)送和接收端使用多元天線陣列，在無需耗費額外功率和帶寬的條件下，能顯著提高系統(tǒng)容量和無線傳輸鏈路質(zhì)量(誤比特率BER)，適用于傳輸高速率的音、視頻等多媒體業(yè)務(wù)。利用MIMO技術(shù)提高系統(tǒng)容量和傳輸質(zhì)量的方式包括兩類空分復(fù)用和空間分集?？辗謴?fù)用的典型應(yīng)用實例是貝爾實驗室分層空時結(jié)構(gòu)(BLAST)，它把整個數(shù)據(jù)流分解成若干個單獨的子數(shù)據(jù)流從多副天線并行發(fā)送；在接收天線數(shù)大于或等于發(fā)送天線數(shù)時，BLAST的信道容量與發(fā)送天線數(shù)成線性關(guān)系，這推廣了香農(nóng)定理。
目前，對MIMO系統(tǒng)的研究已從單用戶發(fā)展到多用戶階段，并利用多用戶信息論，即網(wǎng)絡(luò)信息論來研究多用戶MIMO系統(tǒng)。多用戶信息論中，臟紙編碼(Dirty Paper CodingDPC)技術(shù)受到廣泛關(guān)注。研究表明，對于高斯廣播信道，利用DPC對用戶的干擾作預(yù)刪除，可獲得最優(yōu)的速率和容量(sum-rate capacity，即吞吐量)。但是，由于每個用戶的信道增益不同，某一低信道增益的子信道將降低整個系統(tǒng)的誤比特率(BER)性能。
參考文獻(xiàn)列表 A.J.Paularj等人發(fā)表在Proceedings of IEEE、2004年2月、第92卷、第2號、第198～218頁上的題為“An Overview of MIMOCommunications-A Key to Gigabit Wireless”的文章。
Y.Jiang、W.W.Hager和J.Li于2003年12月公開發(fā)表的題為“The Geometric Mean Decomposition，Linear Algebra and ItsApplications”的文章。
B.Hassibi于2000年11月發(fā)表在第34屆Asilomar Conf.第1255～1259頁上的題為“A Fast Square-Root Implementation forBLAST”的文章。
M.Costa發(fā)表在IEEE Trans.on information theory、1983年5月、第29卷、439～441頁上的題為“Writing on dirty paper”的文章。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)的上述問題，本發(fā)明提出一種方法，在對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解(GMD)之后，利用獲得的預(yù)編碼陣對發(fā)射信號作預(yù)處理以實現(xiàn)信道補償，使各子信道增益相同，然后在基站端利用DPC技術(shù)消除發(fā)射用戶的干擾，從而消除因某一低信道增益的子信道將降低整個系統(tǒng)的BER性能的缺陷。通過GMD和DPC的聯(lián)合處理，達(dá)到同時提高系統(tǒng)BER性能和容量的目的。
本發(fā)明目的在于提供一種MIMO通信方法和裝置，使用該方法及其裝置具有降低系統(tǒng)誤比特率且獲得較優(yōu)系統(tǒng)容量的優(yōu)點。
本發(fā)明的方案是通過對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解及利用分解得到的矩陣對發(fā)射信號預(yù)編碼，使天線各個子信道增益相同，降低了系統(tǒng)發(fā)送數(shù)據(jù)的錯誤率；且基站端利用臟紙編碼技術(shù)在基站發(fā)射用戶數(shù)據(jù)之前對來自其他用戶的干擾作預(yù)刪除，在不同信噪比情況下均能獲得較優(yōu)系統(tǒng)容量。
根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提出了一種多用戶多天線通信方法，其特征在于包括步驟在基站端，利用信道矩陣對發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)處理，使針對各個用戶的子信道的增益相同；在基站端，利用臟紙預(yù)編碼算法消除發(fā)射信號中各用戶間的信號干擾，將消除干擾后的發(fā)射信號發(fā)射到信道中；以及在用戶端，接收從基站端發(fā)射過來的信號。
根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提出了一種多用戶多天線通信方法，其特征在于包括在基站端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼；利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；利用各用戶對應(yīng)的子信道增益系數(shù)和上三角矩陣R，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾，并將該信號發(fā)射到信道；以及將后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH反饋到用戶端，并在接收端，利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對接收到的信號進(jìn)行線性變換。
優(yōu)選地，所述用戶間信號干擾消除步驟包括從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述步驟針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各個用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
優(yōu)選地，所述多用戶多天線通信方法還可以包括在基站端，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道；以及在用戶端，估計信道矩陣的各元素，即增益系數(shù)，并將其反饋到基站端。
根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提出了一種多用戶多天線通信裝置，包括信道矩陣分解模塊，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；預(yù)編碼及線性變換模塊，利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼，以及利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；以及用戶間信號干擾消除裝置，利用各用戶對應(yīng)的子信道增益系數(shù)和上三角矩陣R，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾。
優(yōu)選地，所述用戶間信號干擾消除裝置，從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述操作針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提出了一種基站，其特征在于包括多用戶多天線通信裝置，所述多用戶多天線通信裝置包括信道矩陣分解模塊，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；預(yù)編碼及線性變換模塊，利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼，以及利用后濾波矩陣Q的Hermitian轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；以及用戶間信號干擾消除裝置，利用各用戶對應(yīng)的子信道增益系數(shù)和上三角矩陣R，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾。
優(yōu)選地，所述用戶間信號干擾消除裝置，從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述操作針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提出了一種多用戶多天線通信系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)本發(fā)明的基站。


下面將參照附圖，對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行詳細(xì)的描述，其中圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的MIMO系統(tǒng)；圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的MIMO通信方法的流程圖。
具體實施例方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作具體說明。應(yīng)該指出，所描述的實施例僅是為了說明的目的，而不是對本發(fā)明范圍的限制。
首先，說明本方法的原理，為了簡單起見，以單用戶的情況為例進(jìn)行說明。對于具有NT幅發(fā)射天線和NR接收天線的單用戶MIMO系統(tǒng)，接收信號可由下面的表達(dá)式(1)表示y＝Hx+n(1)式中，y為NR×1維接收信號向量，發(fā)射信號向量x∈CNT×1]]>的方差為σx2I，白高斯噪聲向量n的方差為σn2I，故信噪比SNR=σx2/σn2=1/α]]>。信道矩陣H∈CNR×NT]]>(NT≤NR)的秩K＝NT，H中的元素hji為發(fā)射天線i到接收天線j的信道衰落系數(shù)。
對于空分復(fù)用MIMO系統(tǒng)，當(dāng)發(fā)射端未知信道狀態(tài)信息(CSI)時，一般的接收信號檢測方法是串行置零、刪除算法，即VBLAST檢測方法。例如，從第NT幅天線開始，利用線性均衡(如匹配濾波、迫零(ZF)均衡、MMSE均衡)等方法恢復(fù)該幅天線發(fā)射信號；從接收信號中減去第NT幅天線發(fā)射信號后，繼續(xù)從第NT-1幅天線開始，接著恢復(fù)該幅天線信號；依次進(jìn)行處理，直到恢復(fù)最后一幅天線的接收信號。該處理方法是一種開環(huán)工作模式，存在一定的系統(tǒng)容量損失。當(dāng)接收端獲得信道增益信息并反饋到發(fā)送端后，即接收、發(fā)送端均獲得信道狀態(tài)信息，則系統(tǒng)工作在閉環(huán)模式下。這時，可采用如下等效處理方法。
對信道矩陣H進(jìn)行QR分解得到，H=QNT×KRK×K---(2)]]>式中，QNT×K為列正交陣，RK×K為上三角陣。故可將式(1)重寫為，y＝QRx+n(3)式(3)兩邊同乘以QH，(·)H表示厄密共軛(Hermitian)轉(zhuǎn)置(復(fù)共軛)，得到y(tǒng)＝Rx+n(4)展開為 根據(jù)式(5)進(jìn)行串行信號檢測，即從第K個子信道開始，依次計算x-i←(y-i-Σj=i+1Krijx-j)/rii]]>，并把它映射為解調(diào)符號。
可以看到，通過對信道矩陣H進(jìn)行QR分解，MIMO信道被分解為K個并行子信道，即yi＝riixi+ni，i＝1，2，…，K(6)最后利用一般的迫零(ZF)均衡方法恢復(fù)信號。
以上為一般單用戶MIMO系統(tǒng)的接收處理方法。對一個通信系統(tǒng)而言，它必須具備多用戶通信能力。近來，人們開始應(yīng)用多用戶信息論(又稱網(wǎng)絡(luò)信息論)研究多用戶MIMO系統(tǒng)。多用戶信息論的研究表明，如果發(fā)射端已知來自其他用戶的干擾，利用臟紙編碼對干擾作預(yù)刪除，則在高、低信噪比情況下均能達(dá)到漸近最優(yōu)的吞吐量。Costa最早提出了DPC概念，其內(nèi)容為，對標(biāo)量高斯信道，存在下面表達(dá)式(7)給出的關(guān)系y＝x+s+n(7)這里，s是高斯分布干擾，n是高斯噪聲。若發(fā)射端已知干擾信息，并在發(fā)射端刪除干擾，則可獲得與未加干擾時相同的信道容量。
該方法可用以下模型描述，若把信道假定為一張紙，干擾s把紙弄臟了，但發(fā)射端已知s，接收端未知s信息，通信中發(fā)射端在這張紙上寫字，傳送到接收端去閱讀。存在某種預(yù)編碼器，在臟紙上寫字可達(dá)到與在干凈紙上寫字相同的信息傳輸速率。
基于DPC概念，一種實現(xiàn)DPC的方法是對信道矩陣H進(jìn)行QR分解。與前述在接收端處理的方法不同，這里，DPC的所有操作均在發(fā)射端(基站)完成，因為一般在用戶接收端難于知道來自其他用戶的干擾。而MIMO系統(tǒng)的一個重要特征是空間分集，空間分集利用了各幅天線之間不同傳播路徑相互獨立的特點。多用戶情況下，用戶的信道環(huán)境也相互獨立，利用這種不同用戶的空間信道不一致的特點的方法是讓多個用戶同時發(fā)射信息，即用戶端協(xié)同操作；而在基站接收端獨立譯碼恢復(fù)信息流，即基站采用多分組接收(MPR)方式。對本發(fā)明中的MIMO裝置，基站端安裝多幅天線，用戶端安裝一幅天線。其通信方式為，下行廣播信道時，基站分別從不同天線端發(fā)射與各個用戶通信的信號；上行多址信道時，基站以多分組接收方式檢測各用戶發(fā)射信號。
設(shè)基站端有NT個用戶，利用上、下行的雙重性，我們把上行信道的DPC問題轉(zhuǎn)化為下行信道的VBLAST處理，即對HH進(jìn)行QR分解得到表達(dá)式(8)。
HH＝QR(8)代入表達(dá)式(1)重寫為表達(dá)式(9)y＝RHQHx+n(9)定義x＝Qx，得到表達(dá)式(10)y＝RHx+n (10)即 可以看到，通過對信道矩陣的QR分解，MIMO信道被分解為K個并行子信道，即yi＝riixi+ni(11)然后，對每個子信道采用迫零(ZF)、干擾刪除等步驟恢復(fù)信號。
進(jìn)一步，表達(dá)式(10)可重寫為yk=rk,kxk+Σj<krk,jxj+nk]]>k＝1，…，NT(12)在多用戶情況下，該表達(dá)式的物理含義為，當(dāng)用戶k＞NT時，無信息發(fā)送；當(dāng)j＞k時，因rk，j＝0，故對用戶k而言，來自j＞k的干擾被置零；發(fā)射端已知來自用戶j＜k的干擾，且這些干擾在用戶K的信號發(fā)射之前被預(yù)先刪除。該方法也稱迫零臟紙編碼(ZF DPC)，研究表明，ZF DPC在高、低SNR條件下均能達(dá)到廣播信道容量。
與特征值分解(SVD)相同，利用ZF DPC技術(shù)，對信道矩陣進(jìn)行QR分解后，各子信道仍呈隨機(jī)衰落特征，對于每個天線支路，深衰落子信道將導(dǎo)致所傳送的用戶信息出現(xiàn)錯誤，而降低系統(tǒng)整體性能。為此，本發(fā)明中，采用參考文獻(xiàn)[2]中所提出的幾何平均分解(GMD)方法，對信道矩陣進(jìn)行重新分解。即把信道傳輸矩陣分解為HH=Q-NR×KR-K×KP-NT×KH---(13)]]>這里，半酉矩陣Q，P分別為在發(fā)射、接收端的進(jìn)行預(yù)濾波和后濾波處理；上三角陣R具有相等的對角元rii＝λ，λ定義為λ-=(Πk=1Kλk)1/K---(14)]]>其中，λk為對信道矩陣H進(jìn)行特征值分解(SVD)得到的對角陣diag[γ1…γk]的非零對角元，即H的非零特征值。可見，通過GMD分解，得到的矩陣R的對角元為H的特征值的幾何平均值，使各子信道增益相同，故可降低由于各子信道衰落不同對系統(tǒng)整體性能的影響。GMD的實現(xiàn)可通過對稱置換和一對吉文斯(Givens)旋轉(zhuǎn)操作完成。
引入線性預(yù)編碼矩陣P對發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)處理后，接收信號為y＝HHPx+n (15)將式(13)代入式(15)得到y(tǒng)=R-O-P-HP-x-+n=R-O-x-+n---(16)]]>兩邊同乘QH得到與式(10)相同的表示式y(tǒng)＝RHx+n，由此，可利用前述的干擾刪除方法恢復(fù)信號。
下面，將參照圖2所示的流程圖，對根據(jù)本發(fā)明的多用戶MIMO通信方法進(jìn)行詳細(xì)的說明。
設(shè)基站端分別從天線1，…k，…NT發(fā)射與NT個用戶通信的信號，在步驟S201，初始化步驟，用戶計數(shù)u＝0，總接入用戶數(shù)NT；在步驟S202，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道，用戶端估計信道矩陣H中的各元素(增益系數(shù)hij)，并將其反饋到基站端；在步驟S203，基站端接收來自用戶端的信道矩陣增益系數(shù)，構(gòu)成信道矩陣H，對信道矩陣H進(jìn)行幾何平均分解得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；在步驟S204，利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼；在步驟S205，把后濾波矩陣QH反饋到用戶端，且基站和用戶端均利用QH對信號進(jìn)行線性變換；在步驟S206，在基站端，把用戶u與用戶1，…，u-1通信的信號乘以各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，從而得到這些信號對基站與用戶u之間的通信的干擾；在步驟S207，從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中，減去干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號，并把該信號發(fā)射到信道；在步驟S208，更新用戶計數(shù)u＝u+1；在步驟S209，判斷u＞NT是否成立，若u＞NT，則結(jié)束；否則，轉(zhuǎn)步驟S206進(jìn)行迭代處理。
通過上述步驟，當(dāng)基站從各幅天線發(fā)射與用戶通信的信號時，通過在每幅天線端預(yù)先刪除其他發(fā)射信號的干擾，可以在用戶接收端獲得無其他用戶干擾的信號。
圖1示出了用于實現(xiàn)上述方法的多用戶MIMO系統(tǒng)。基站端安裝NT幅天線，每個用戶端安裝一幅天線。在發(fā)送端，將多用戶數(shù)據(jù)流輸入到復(fù)用器101，復(fù)用器101以空分復(fù)用的方式把符號流送入每個發(fā)送天線支路端102～102’，經(jīng)天線102～102’發(fā)送到信道。
在接收端，將每幅天線端103～103’接收到的信號送入信號處理器104～104’，信號處理器完成一系列信號處理后輸出；信道估計模塊105～105’根據(jù)接收到的導(dǎo)頻序列估計信道增益，并通過反饋信道將其反饋到聯(lián)合處理裝置106。在聯(lián)合處理裝置106，利用信道估計值，得到信道矩陣H，進(jìn)行一系列發(fā)射、接收處理后，把預(yù)處理矩陣P返送到發(fā)送端，并把后處理矩陣Q返送到接收端。
聯(lián)合處理裝置106包括以下功能模塊信道矩陣分解模塊1061對信道矩陣H進(jìn)行幾何平均分解，得到后處理矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)處理矩陣P，并把預(yù)處理矩陣P輸入到線性變換及預(yù)編碼模塊1062；該模塊1062利用信道矩陣分解得到的預(yù)編碼陣P對發(fā)射信號進(jìn)行線性預(yù)編碼，并把編碼后的信號輸入到干擾刪除模塊1063；該模塊1063根據(jù)預(yù)編碼發(fā)射信號、信道矩陣H和上三角矩陣R，去除各個用戶間的相互干擾，得到發(fā)射信號；計數(shù)模塊1064用以判斷是否完成對所有用戶信號的發(fā)射，若未完成，則把更新用戶，并針對更新后的用戶，轉(zhuǎn)入干擾刪除處理模塊1063繼續(xù)進(jìn)行處理。
本發(fā)明中，通過對MIMO信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，和基站、用戶端的聯(lián)合預(yù)編碼處理，使天線各個子信道增益相同，降低了深度衰落子信道對傳輸數(shù)據(jù)流的影響。同時，利用臟紙編碼技術(shù)在基站用戶數(shù)據(jù)發(fā)射之前對來自其他用戶干擾作預(yù)刪除，則在不同信噪比情況下均能獲得較優(yōu)系統(tǒng)容量，且降低了用戶端信號恢復(fù)時誤差傳播的影響。
盡管已經(jīng)針對典型實施例示出和描述了本發(fā)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可以進(jìn)行各種其他的改變、替換和添加。因此，本發(fā)明不應(yīng)該被理解為被局限于上述特定實例，而應(yīng)當(dāng)由所附權(quán)利要求所限定。
權(quán)利要求
1.一種多用戶多天線通信方法，其特征在于包括步驟在基站端，利用信道矩陣對發(fā)射信號進(jìn)行預(yù)處理，使各個用戶子信道的增益相同；在基站端，利用臟紙預(yù)編碼算法消除發(fā)射信號中各用戶間的信號干擾，將消除干擾后的發(fā)射信號發(fā)射到信道中；以及在用戶端，接收從基站端發(fā)射過來的信號。
2.一種多用戶多天線通信方法，其特征在于包括步驟在基站端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼；利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；利用各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾，并將該信號發(fā)射到信道；以及將后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH反饋到用戶端，并在接收端，利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對接收到的信號進(jìn)行線性變換。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多用戶多天線通信方法，其特征在于所述用戶間信號干擾消除步驟包括從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述步驟針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各個用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的多用戶多天線通信方法，其特征在于還包括在基站端，發(fā)射導(dǎo)頻信號到信道；以及在用戶端，估計信道矩陣中的各增益系數(shù)，并將其反饋到基站端。
5.一種多用戶多天線通信裝置，包括信道矩陣分解模塊(1601)，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；預(yù)編碼及線性變換模塊(1602)，利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼，以及利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；以及用戶間信號干擾消除裝置(1603)，利用各用戶對應(yīng)的子信道增益系數(shù)和上三角矩陣R，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的多用戶多天線通信裝置，其特征在于所述用戶間信號干擾消除裝置(1603)，從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述操作針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
7.一種基站，其特征在于包括多用戶多天線通信裝置，所述多用戶多天線通信裝置包括信道矩陣分解模塊(1601)，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；預(yù)編碼及線性變換模塊(1602)，利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼，以及利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣QH對預(yù)編碼后的發(fā)射信號進(jìn)行線性變換；以及用戶間信號干擾消除裝置(1603)，利用各用戶對應(yīng)的子信道增益系數(shù)和上三角矩陣R，消除線性變換后的發(fā)射信號中用戶間的信號干擾。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基站，其特征在于所述用戶間信號干擾消除裝置(1603)，從第一用戶1開始直到最后一個用戶U，執(zhí)行下述操作針對用戶u，將基站與用戶1到u-1進(jìn)行通信的信號乘以各用戶對應(yīng)的上三角矩陣R中的系數(shù)，得到這些信號對基站與用戶u之間的通信信號的干擾，以及從基站發(fā)射的與用戶u通信的信號中減去所述干擾信號，再除以上三角矩陣R的對角元，得到基站與用戶u通信時的發(fā)射信號。
9.一種多用戶多天線通信系統(tǒng)，其特征在于包括根據(jù)權(quán)利要求6所述的基站。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種多用戶多天線通信方法，包括在基站端，對信道矩陣進(jìn)行幾何平均分解，得到后濾波矩陣Q、上三角矩陣R和預(yù)編碼矩陣P；利用矩陣P對從基站發(fā)射到用戶的數(shù)據(jù)進(jìn)行線性預(yù)編碼；利用后濾波矩陣Q的復(fù)共軛轉(zhuǎn)置矩陣Q
文檔編號H04L1/06GK1870458SQ20051007377
公開日2006年11月29日 申請日期2005年5月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年5月24日
發(fā)明者黎海濤, 李繼峰 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社