專利名稱：抑制多用戶間干擾的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無線技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，本發(fā)明涉及ー種抑制多用戶間干擾的方法和裝置。
背景技術(shù)：
3GPP長期演進(LTE-Advanced)系統(tǒng)的下行將采用正交頻分多址(OFDMA)的接入方式。如果多個用戶的信息承載在相同的時頻資源上，這樣將產(chǎn)生用戶間的干擾。比如，假如用戶1的服務(wù)基站是基站1，用戶2的服務(wù)基站是基站2，用戶3的服務(wù)基站是基站3，而且用戶1、用戶2和用戶3使用相同的時頻資源承載信息。對于下行鏈路而言，用戶1除了接收到基站1的有用信號外，還接收到了基站2和基站3的干擾信號。同理，用戶2除了接收到基站2的有用信號外，還接收到基站1和基站3的干擾信號；用戶3除了接收到基站3 的有用信號外，還接收到基站1和基站2的干擾信號。換言之，基站1、基站2和基站3發(fā)射的信號，用戶1、用戶2和用戶3都可以同時接收到，他們相互間的干擾就是用戶間的干擾。為了進ー步提高系統(tǒng)的頻譜利用率，需要采取一定措施抑制用戶間的干擾，其中方法有基站1、基站2和基站3通過協(xié)作共同給用戶1、用戶2和用戶3發(fā)射信號，在發(fā)送端對每個用戶的信號進行加權(quán)處理，預(yù)抑制他們之間的多址干擾。在現(xiàn)有的方案中，已經(jīng)有通過BD (Block diagonalize)方法獲得信號加權(quán)向量的方法。在目前的BD方法中，一般采用兩次矩陣的奇異值分解(SVD)的方式來求取加權(quán)向量。然而，現(xiàn)有的BD方法中，需要通過兩次矩陣的SVD分解來獲得用戶的加權(quán)向量，具有實現(xiàn)復(fù)雜度高的缺點。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施方式提供ー種抑制多用戶間干擾的方法，以降低復(fù)雜度。本發(fā)明實施方式提供ー種抑制多用戶間干擾的系統(tǒng)，以降低復(fù)雜度。為達到上述目的，本發(fā)明實施方式的技術(shù)方案如下ー種抑制多用戶間干擾的方法，包括獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣；根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；利用所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送。所述基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣為基于所述用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。所述基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣為基于所述用戶的下行信道信息，以利用奇異值分解(SVD)的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。所述基于用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣包括基于所述用戶的下行信道信息構(gòu)造用戶的補信道矩陣；求解以所述補信道矩陣為系數(shù)的齊次線性方程組，以得到基礎(chǔ)解系；對所述基礎(chǔ)解系進行正交化和単位化，并將所述正交化和単位化后的基礎(chǔ)解系表示為矩陣的形式。所述以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣包括以高斯消去法獲取預(yù)編碼零空間矩陣；以矩陣的三角分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣；或以QR分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣。所述根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣包括根據(jù)用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。所述根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣包括利用所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣計算出等效信道矩陣；在由等效信道矩陣的行向量所組成的超平面內(nèi)，找出ー組單位正交基，并計算所述等效信道矩陣的相關(guān)矩陣的主特征向量與該組單位正交基中的一個單位正交基的夾角；利用所述夾角和該正交基表示出単位主特征向量，并判斷是否為雙流傳輸，如果是，則計算出與所述主特征向量正交的另外ー個單位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一個單位特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼；如果不是，則利用所述單位主特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼。ー種抑制多用戶間干擾的裝置，包括預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元、等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取單元和發(fā)送單元，其中預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣；等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；發(fā)送單元，用于利用所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送。所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息，以利用奇異值分解(SVD)的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于基于所述用戶的下行信道信息構(gòu)造用戶的補信道矩陣，求解以所述補信道矩陣為系數(shù)的齊次線性方程組，以得到基礎(chǔ)解系，對所述基礎(chǔ)解系進行正交化和単位化，并將所述正交化和単位化后的基礎(chǔ)解系表示為矩陣的形式。所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元以高斯消去法、矩陣的三角分解法、或QR分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣。所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于根據(jù)用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于利用所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣計算出等效信道矩陣；在由等效信道矩陣的行向量所組成的超平面內(nèi)，找出ー組單位正交基，并計算所述等效信道矩陣的相關(guān)矩陣的主特征向量與其中一個單位正交基的夾角；利用所述夾角和正交基表示出単位主特征向量，并判斷是否為雙流傳輸，如果是，則計算出與所述主特征向量正交的另外ー個單位特征向量，并利用所述另外一個單位特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼；如果不是，則利用所述單位主特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼。在上述技術(shù)方案中，首先獲取用戶的下行信道信息，并基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣；然后根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；最后利用等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送。由此可見，應(yīng)用本發(fā)明實施方式以后，針對現(xiàn)有方案中利用兩次SVD分解實現(xiàn)BD 預(yù)編碼方法復(fù)雜度較高的缺點，提出了首先獲得零空間，井隨后求得等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣，最終實現(xiàn)BD預(yù)編碼的方案。與現(xiàn)有技術(shù)的采用兩次SVD方法比較，由于不是每次都采用SVD，因此本發(fā)明實施方式可以減小計算的開銷，從而降低復(fù)雜度。


圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的抑制多用戶間干擾的方法流程圖；圖2為根據(jù)本發(fā)明實施方式的求解預(yù)編碼零空間方法流程圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明實施方式的求解等效信道預(yù)編碼方法流程圖；圖4為根據(jù)本發(fā)明實施方式的抑制多用戶間干擾的裝置結(jié)構(gòu)圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明實施方式的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點表達得更加清楚明白，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本發(fā)明實施方式再作進ー步詳細的說明。在本發(fā)明的實施方式中，提出ー種抑制多用戶間干擾的方法和裝置。針對現(xiàn)有技術(shù)中利用SVD分解實現(xiàn)BD預(yù)編碼方法復(fù)雜度較高的缺點，本發(fā)明的實施方式通過求解線性方程組及正交化、単位化方式獲得零空間，并在用戶兩天線接收的情況下，利用投影法求得等效信道上的右特征向量(即單用戶MIMO的預(yù)編碼)，從而最終實現(xiàn)BD預(yù)編碼的方案。與現(xiàn)有技術(shù)的SVD方法比較，本發(fā)明的實施方式可以顯著減小計算的開銷。圖1為根據(jù)本發(fā)明實施方式的抑制多用戶間干擾的方法流程圖。如圖1所示，該方法包括
步驟101 獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣。在這里，可以基于所述用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣，或者基于所述用戶的下行信道信息，以利用奇異值分解(SVD)的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。而且，當(dāng)以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣吋，步驟101具體可以包括基于用戶的下行信道信息構(gòu)造用戶的補信道矩陣；求解以補信道矩陣為系數(shù)的齊次線性方程組，以得到基礎(chǔ)解系；對基礎(chǔ)解系進行正交化和単位化，并將正交化和単位化后的基礎(chǔ)解系表示為矩陣的形式。而且，解齊次線性方程組的方式具體可以包括高斯消去法、 矩陣的三角分解法或QR分解法等。步驟102 根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。在這里，步驟102具體可以包括根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣， 獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，井根據(jù)等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。更具體地，步驟102可以包括利用用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣計算出等效信道矩陣；在由等效信道矩陣的行向量所組成的超平面內(nèi)，找出ー組單位正交基， 并計算等效信道矩陣的相關(guān)矩陣的主特征向量與該組單位正交基中的一個單位正交基的夾角；利用夾角和該正交基表示出単位主特征向量，并判斷是否為雙流傳輸，如果是，則計算出與主特征向量正交的另外ー個單位特征向量，并利用另外ー個單位特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼；如果不是，則利用単位主特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼。步驟103 利用等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)
So在這里，最后利用等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送，可以保證該用戶的數(shù)據(jù)對其他用戶(配對多用戶中的除該用戶外任一用戶)的干擾為零。下面對本發(fā)明實施方式的算法進行更具體地詳細說明。首先，對算法可能用到的變量進行說明。變量說明K 發(fā)送端同時服務(wù)的用戶數(shù)；Μ:發(fā)送端天線數(shù)；N 每個用戶的接收天線數(shù)；i 第i個用戶；Bi :M行Xui列復(fù)矩陣，表示第i個用戶的預(yù)編碼矩陣，其中(i = l，…，K)；Hi :N行XM列復(fù)矩陣，表示發(fā)送端到第i個用戶的信道矩陣；H=[H^…HiJ H^…^t].第i個用戶的補信道矩陣；Ti 矩陣卑的零空間，該零空間經(jīng)過了對列向量的単位化和正交化；Ai 等效信道HiTi下的單用戶預(yù)編碼矩陣；B” Ti 和 Ai 的關(guān)系=Bi = TiAi0
具體地，對于圖1中的步驟101，即求解預(yù)編碼零空間Ti,詳細描述如下對于Ti中的每ー個向量，都可以看成是如下線性方程組的ー個解
權(quán)利要求
1.ー種抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，包括獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣； 根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；利用所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣為基于所述用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣為基于所述用戶的下行信道信息，以利用奇異值分解(SVD)的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述基于用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣包括基于所述用戶的下行信道信息構(gòu)造用戶的補信道矩陣； 求解以所述補信道矩陣為系數(shù)的齊次線性方程組，以得到基礎(chǔ)解系； 對所述基礎(chǔ)解系進行正交化和単位化，并將所述正交化和単位化后的基礎(chǔ)解系表示為矩陣的形式。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣包括以高斯消去法獲取預(yù)編碼零空間矩陣； 以矩陣的三角分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣；或以QR分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣包括根據(jù)用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的抑制多用戶間干擾的方法，其特征在干，所述根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣包括利用所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣計算出等效信道矩陣； 在由等效信道矩陣的行向量所組成的超平面內(nèi)，找出ー組單位正交基，并計算所述等效信道矩陣的相關(guān)矩陣的主特征向量與該組單位正交基中的一個單位正交基的夾角；利用所述夾角和該正交基表示出単位主特征向量，并判斷是否為雙流傳輸，如果是，則計算出與所述主特征向量正交的另外ー個單位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一個單位特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼；如果不是，則利用所述單位主特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼。
8.ー種抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，包括預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元、等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元和發(fā)送單元，其中預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣；等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于根據(jù)所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；發(fā)送單元，用于利用所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)達。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息，以解齊次線性方程組的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于獲取用戶的下行信道信息，并基于所述用戶的下行信道信息，以利用奇異值分解(SVD)的方式獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元，用于基于所述用戶的下行信道信息構(gòu)造用戶的補信道矩陣，求解以所述補信道矩陣為系數(shù)的齊次線性方程組，以得到基礎(chǔ)解系，對所述基礎(chǔ)解系進行正交化和単位化，并將所述正交化和単位化后的基礎(chǔ)解系表示為矩陣的形式。
12.根據(jù)權(quán)利要求9或11所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述預(yù)編碼零空間矩陣獲取單元以高斯消去法、矩陣的三角分解法、或QR分解法獲取預(yù)編碼零空間矩陣。
13.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于根據(jù)用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道矩陣的単位主特征向量，并根據(jù)所述等效信道矩陣的単位主特征向量獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的抑制多用戶間干擾的裝置，其特征在干，所述等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣獲取単元，用于利用所述用戶的下行信道信息和所述預(yù)編碼零空間矩陣計算出等效信道矩陣；在由等效信道矩陣的行向量所組成的超平面內(nèi)，找出ー組單位正交基，并計算所述等效信道矩陣的相關(guān)矩陣的主特征向量與其中一個單位正交基的夾角；利用所述夾角和正交基表示出単位主特征向量，并判斷是否為雙流傳輸，如果是，則計算出與所述主特征向量正交的另外ー個單位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一個單位特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼；如果不是，則利用所述單位主特征向量得到等效信道的單用戶預(yù)編碼。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種抑制多用戶間干擾的方法和裝置。方法包括獲取用戶的下行信道信息，并基于用戶的下行信道信息獲取預(yù)編碼零空間矩陣；然后根據(jù)用戶的下行信道信息和預(yù)編碼零空間矩陣，獲取等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣；利用等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣對用戶數(shù)據(jù)進行預(yù)編碼加權(quán)后發(fā)送。應(yīng)用本發(fā)明實施方式以后，通過求解線性方程組的方式來獲得零空間，并隨后求得等效信道的單用戶預(yù)編碼矩陣，最終實現(xiàn)BD預(yù)編碼的方案。與現(xiàn)有技術(shù)的SVD方法比較，由于不采用兩次SVD，本發(fā)明實施方式可以減小計算的開銷。
文檔編號H04L25/03GK102594486SQ201110005288
公開日2012年7月18日 申請日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者王啟星, 耿健, 金婧, 黃帆 申請人:中國移動通信集團公司