專利名稱：一種消除x信道中多用戶干擾的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及通信領域，尤其是一種消除X信道中多用戶干擾的方法。
背景技術：
多輸入多輸出(MIMO,Mult1-1nput Mult1-Output)技術在發(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，改善了用戶的服務質量。
MMO技術的傳輸方案可以分為兩類，其一是空間復用方案，能提高了系統(tǒng)的傳輸效率；其二是空間分集方案，能提高系統(tǒng)的可靠性。研究較多的空間分集方案是正交空時分組碼(OSTBC，Orthogonal Space Time Block Code)和準正交空時分組碼 (Q0STBC, Quas1-Orthogonal Space Time Block Code)。OSTBC 和 QOSTBC 都獲得了分集增益，但是都不能獲得復用增益，較為理想的編碼方案應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，后來提出了完美空時分組碼，其復用增益等于發(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。速率為2的空時分組碼(R2-STBC, Rate 2 Space Time Block Code)是完美空時分組碼的一種。
從系統(tǒng)中所支撐的用戶數(shù)來劃分，MIMO技術可分為單用戶MIMO技術和多用戶 MMO技術。單用戶MMO技術從MMO技術誕生起便得到了學者們的廣泛關注，目前已經(jīng)研究得比較成熟。相比單用戶MMO技術，多用戶MMO技術更加貼近實際的通信系統(tǒng)，是目前關于MIMO技術的研究主流。多用戶MIMO技術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，干擾消除技術是多用戶MIMO的關鍵技術之一。
每個用戶配置多根天線的X信道是一種常見的多用戶MIMO系統(tǒng)。X信道包含兩個發(fā)送端和兩個接收端，每個發(fā)送端分別向兩個接收端發(fā)送信號。干擾對齊可以使得每個接收端的有用信號和干擾信號分別落在不同的向量空間中，從而達到消除干擾的效果。2012 年 Li Feng 在文章 “Space-time processing for X channels using precoders，，中將空時編碼及其預編碼引入X信道，通過對空時編碼矩陣的每列進行預編碼，將每個發(fā)送端發(fā)送到接收端的信號分別落在不同的向量空間中，從而接收端可以分別譯碼每個用戶的發(fā)送信號，該方法獲得了空時編碼帶來的分集增益，其可靠性優(yōu)于相同場景中的干擾對齊方案， 其傳輸效率為4symbols/channel use。然而,該方法的發(fā)送端需要已知信道狀態(tài)信息或者 16個預編碼矩陣，反饋量較高。發(fā)明內容
針對已有方案反饋量較高的問題，本發(fā)明提出了一種消除X信道中多用戶干擾的方法，適用于兩個發(fā)送端都配置四根天線且兩個接收端都配置N根天線的X信道，N > 1，極大地降低了反饋量。
實現(xiàn)本發(fā)明的技術思路是 發(fā)送端采用速率為2的空時分組編碼(R2-STBC)，得到2X2的編碼矩陣，對發(fā)送到不同接收端的編碼矩陣分別進行預編碼，將預編碼后的編碼矩陣組成兩個4X2的編碼矩陣并分別發(fā)送，通過合理設計預編碼矩陣能夠使得接收端處理接收信號后消除了多用戶干擾。
為解決上述技術問題，本發(fā)明提出的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，適用于兩個發(fā)送端分別配置四根天線兩個接收端分別配置N根天線的X信道，N彡1，包括如下步驟
A，兩個接收端分別計算兩個發(fā)送端的預編碼矩陣的元素，該預編碼矩陣能使得發(fā)送端I發(fā)送到接收端I或接收端2的有用信號與發(fā)送端2發(fā)送到接收端I或接收端2的有用信號在傳輸過程中保持正交，然后兩個接收端分別量化預編碼矩陣的元素并將量化值反饋給兩個發(fā)送端；
B，發(fā)送端I根據(jù)反饋信息及量化方法得到預編碼矩陣A1和A2,發(fā)送端2根據(jù)反饋信息及量化方法得到預編碼矩陣B1和B2 ；
C，發(fā)送端I對其調制信號ck(k=l，2，…，8)進行速率為2的空時分組編碼，得到發(fā)送給第i(i = 1,2)個接收端的編碼矩陣Ci,
權利要求
1.一種消除X信道中多用戶干擾的方法，適用于兩個發(fā)送端分別配置四根天線兩個接收端分別配置ΛΖ根天線的X信道，1，其特征在于，包括如下步驟A，兩個接收端分別計算兩個發(fā)送端的預編碼矩陣的元素，該預編碼矩陣能使得發(fā)送端 I發(fā)送到接收端I或接收端2的有用信號與發(fā)送端2發(fā)送到接收端I或接收端2的有用信號在傳輸過程中保持正交，然后兩個接收端分別量化預編碼矩陣的元素并將量化值反饋給兩個發(fā)送端；B，發(fā)送端I根據(jù)反饋信息及量化方法得到預編碼矩陣&和·4,發(fā)送端2根據(jù)反饋信息及量化方法得到預編碼矩陣;C，發(fā)送端I對其調制信號…, 進行速率為2的空時分組編碼，得到發(fā)送給第W個接收端的編碼矩陣
2.根據(jù)權利要求1所述的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟 A具體包括Al，預編碼矩陣的每列相同，接收端I根據(jù)信道矩陣[好 Hn}mlGii Gd計算預編碼矩陣的元素和Ii211，然后采用均勻量化或非均勻量化的方法量化這四個參數(shù),并將( /和^211的量化值反饋給發(fā)送端I,將4/和·^211的量化值反饋給發(fā)送端2，其中， [Hu ]和隊G12P分別是兩個發(fā)送端到接收端I的信道矩陣,/Γ 和Gli的階數(shù)均為 I x￡,i=U,iY是接收天線的數(shù)目；A2,預編碼矩陣的每列相同,接收端2根據(jù)信道矩陣[Zf21 H.n]m[G2l G32]計算預編碼矩陣的元素Ay^Ph212,然后采用均勻量化或非均勻量化的方法量化這四個參數(shù)，并將βη2和β212的量化值反饋給發(fā)送端1，將1^2和Ij212的量化值反饋給發(fā)送端2，其分別是兩個發(fā)送端到接收端2的信道矩陣,/f 和G2i的階數(shù)中，[馬I H2231 Ci22 均為 iVx 2,:=.12。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟 B具體包括BI，發(fā)送端I首先根據(jù)反饋信息及量化方法得到預編碼矩陣元素的取值，不妨仍用
4.根據(jù)權利要求1所述的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟 D具體包括D1，發(fā)送端I對CJfS行預編碼，！= Ij,得到 ,發(fā)送端2對1^進行預編碼，得到f爲D2，在相同的時間內，發(fā)送端I用四根天線將
5.根據(jù)權利要求1所述的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟 E具體包括E1，接收端I根據(jù)信道矩陣和預編碼矩陣計算得到(fH + iy為,(
6.根據(jù)權利要求1所述的一種消除X信道中多用戶干擾的方法，其特征在于，所述步驟 F具體包括Fl，接收端2根據(jù)信道矩陣和預編碼矩陣計算得到 ㈨_嚷’(馬「馬2)為的每列相同，不妨表示為(臀21 -馬2)為
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除X信道中多用戶干擾的方法，適用于兩個發(fā)送端分別配置四根天線的X信道。發(fā)送端采用速率為2的空時分組編碼(R2-STBC)，得到2×2的編碼矩陣，對發(fā)送到不同接收端的編碼矩陣分別進行預編碼，將預編碼后的編碼矩陣組成兩個4×2的編碼矩陣并分別發(fā)送，通過合理設計預編碼矩陣能夠使得接收端處理接收信號后消除了多用戶干擾。本發(fā)明在保持傳輸效率不變的情況下，不但降低了反饋量，還提高了系統(tǒng)的可靠性。
文檔編號H04B7/04GK103051432SQ20131002733
公開日2013年4月17日 申請日期2013年1月24日 優(yōu)先權日2013年1月24日
發(fā)明者田心記, 和平安, 安吉宇, 逯靜, 李賡 申請人:河南理工大學