專利名稱：一種消除多用戶干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其是一種消除多用戶干擾的方法。
背景技術(shù)：
多輸入多輸出(MIMO,Mult1-1nput Mult1-Output)技術(shù)在發(fā)送端和接收端分別使用多根發(fā)射天線和多根接收天線，通過多根天線發(fā)送信號以及多根天線接收信號，改善了用戶的服務(wù)質(zhì)量。
MMO技術(shù)的傳輸方案可以分為兩類，其一是空間復(fù)用方案，該方案利用收發(fā)兩端的多天線配置獲得復(fù)用增益，從而提高了系統(tǒng)的有效性；其二是空間分集方案，該方案利用收發(fā)兩端的多天線配置來對抗信道衰落，增加了接收信號的信噪比(SNR，Signal to Noise Ratio)，獲得了分集增益，從而提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。研究較多的空間分集方案包括空時格型編碼(STTC, Space Time Trellis Code)和空時分組編碼(STBC, Space Time Block Code)，其中后者的總體性能較優(yōu)，已進入實用化階段。根據(jù)信號在傳輸過程中是否正交， STBC可分為正交空時分組碼(OSTBC, Orthogonal Space Time Block Code)和準(zhǔn)正交空時分組碼(Q0STBC, Quas1-Orthogonal Space Time Block Code)。OSTBC 和 QOSTBC 都獲得了分集增益，但是都不能獲得復(fù)用增益，較為理想的編碼方案應(yīng)該能同時獲得兩種增益，兼顧系統(tǒng)的可靠性和有效性。于是，后來有學(xué)者提出了完美空時分組碼，其復(fù)用增益等于發(fā)送天線的個數(shù)，并且能實現(xiàn)全分集，即分集增益等于發(fā)送天線數(shù)量和接收天線數(shù)量的乘積。
從系統(tǒng)中所支撐的用戶數(shù)來劃分，MIMO技術(shù)可分為單用戶MIMO技術(shù)和多用戶 MMO技術(shù)。單用戶MMO技術(shù)從MMO技術(shù)誕生起便得到了學(xué)者們的廣泛關(guān)注，目前已經(jīng)研究得比較成熟。相比單用戶MMO技術(shù)，多用戶MMO技術(shù)更加貼近實際的通信系統(tǒng)，是目前關(guān)于MIMO技術(shù)的研究主流。多用戶MIMO技術(shù)面 臨的最大問題是各個用戶之間不可以互相協(xié)作，這使得接收端出現(xiàn)嚴(yán)重的干擾，從而降低整個系統(tǒng)的可靠性，因此，干擾消除技術(shù)是多用戶MIMO的關(guān)鍵技術(shù)之一。
傳統(tǒng)的干擾消除技術(shù)受到發(fā)送端天線數(shù)量和接收端天線數(shù)量的限制。近年來，學(xué)者們提出了空時編碼及其預(yù)編碼的方法來消除多用戶干擾。已有的研究表明，在同步的多用戶MMO系統(tǒng)中，若每個用戶都采用空時編碼，通過合理地設(shè)計預(yù)編碼矩陣，不但在接收端配置較少的天線就能消除多用戶干擾，還可以獲得空時編碼而帶來的分集增益。


圖1給出了采用空時編碼及其預(yù)編碼來消除多用戶干擾的系統(tǒng)模型，4個發(fā)送端， 每個發(fā)送端配置4根天線，I個接收端，配置4根天線。H1、H2、H3和H4分別表示發(fā)送端1、發(fā)送端2、發(fā)送端3、發(fā)送端4到接收端的信道矩陣。
每個發(fā)送端采用4X4的準(zhǔn)正交空時分組碼，C、S、T和Z分別表示發(fā)送端1、發(fā)送端2、發(fā)送端3、發(fā)送端4的編碼矩陣，每個編碼矩陣包含4個獨立的符號。以編碼矩陣C為例，
權(quán)利要求
1.一種消除多用戶干擾的方法，適用于四個發(fā)送端和一個接收端的MMO系統(tǒng)，且每個發(fā)送端配置四根天線，其特征在于，包括以下步驟步驟A,四個發(fā)送端對其調(diào)制信號分別進行完美空時分組編碼，得到4X4的編碼矩陣， 分別用C S Γ和Z表示;步驟B，四個發(fā)送端在四個相同的時間內(nèi)分別將每個編碼矩陣發(fā)送4次，接收端分別收到4個接收信號，分別用表示；步驟c，接收端對y1、；F2、i^pr4進行加減操作，分離編碼矩陣c s F和z，并分別譯碼每個發(fā)送端的編碼矩陣即每個發(fā)送端的發(fā)送信號。
2.如權(quán)利要求1所述的一種消除多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟B按照如下步驟進行BI)在相同的時間內(nèi)，四個發(fā)送端分別發(fā)送編碼矩陣C、S、F和Z，接收端接收到的信號為巧=AriC+/^' +巧7> AZ + A其中，巧、馬、馬和馬分別是4個發(fā)送端到接收端的信道矩陣,W1表示噪聲矩陣；Β2)在相同的時間內(nèi)，四個發(fā)送端分別發(fā)送編碼矩陣CN-SNF和接收端接收到的信號為L =馬r+iv2,iv^示噪聲矩陣；B3)在相同的時間內(nèi)，四個發(fā)送端分別發(fā)送編碼矩陣C S -F和4，接收端接收到的信號為F3 =Zf1C+馬S-^r-//4Z + #3,JV3表示噪聲矩陣；B4)在相同的時間內(nèi)，四個發(fā)送端分別發(fā)送編碼矩陣C、-S、-T和Z，接收端接收到的信號為F4 = H1C- H2S-H3T+ Ji4Jr + iV4,i￥4表示噪聲矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的一種消除多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟C中“接收端對Hrjpiv 行加減操作，分離編碼矩陣和z”，按照如下步驟進行Cl)接收端進行如下加減操作，^1+^+73+1；=4//1〔+]￥1 +巧+2￥3+馬,該加減操作的結(jié)果只包含噪聲矩陣和第一個發(fā)送端的編碼矩陣；C2)接收端進行如下加減操作，F(xiàn)1-F2+F3 -F4 : AII2SHV1-N2 + N, - Ni,該加減操作的結(jié)果只包含噪聲矩陣和第二個發(fā)送端的編碼矩陣；C3)接收端進行如下加減操作,T1+F2-F3 -F4 = ΑΗ,Τ+Ν, +N2 -N3- Nv該加減操作的結(jié)果只包含噪聲矩陣和第三個發(fā)送端的編碼矩陣；C4)接收端進行如下加減操作,F1-F2 -F3 + F4 = AH^!+N1 - N2 -N3 + ^V4,該加減操作的結(jié)果只包含噪聲矩陣和第四個發(fā)送端的編碼矩陣。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除多用戶干擾的方法，適用于四個發(fā)送端和一個接收端的MIMO系統(tǒng)，且每個發(fā)送端配置四根天線，包括以下步驟步驟A，四個發(fā)送端對其調(diào)制信號分別進行完美空時分組碼編碼，得到4×4的編碼矩陣，分別用C、S、T和Z表示；步驟B，四個發(fā)送端在四個相同的時間內(nèi)分別將每個編碼矩陣發(fā)送4次，接收端分別收到4個接收信號，分別用Y1、Y2、Y3和Y4表示；步驟C，接收端對Y1、Y2、Y3和Y4進行加減操作，分離編碼矩陣C、S、T和Z，并分別譯碼每個發(fā)送端的編碼矩陣即每個發(fā)送端的發(fā)送信號。本發(fā)明在保持傳輸效率相同情況下，不需要反饋信息就能在接收端消除多用戶干擾，并且本發(fā)明對接收天線的數(shù)量沒有限制。
文檔編號H04L1/06GK103051433SQ20131002738
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月24日
發(fā)明者田心記, 張延良, 李賡, 李亞, 姜麗敏 申請人:河南理工大學(xué)