分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法和裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)實施例公開了一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼、解碼方法和裝置，涉及無線通信技術(shù)領(lǐng)域，能夠有效提高多用戶干擾系統(tǒng)的容量，降低用戶間的相互干擾。本發(fā)明專利技術(shù)實施例提供的預(yù)編碼裝置包括：函數(shù)構(gòu)造單元，根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束，構(gòu)造相應(yīng)的拉格朗日函數(shù)；表達式獲得單元，根據(jù)拉格朗日函數(shù)的優(yōu)化條件獲得預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式；迭代計算單元，利用預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式以及預(yù)編碼矩陣的初始值，迭代計算得到預(yù)編碼矩陣；預(yù)編碼單元，利用預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。本發(fā)明專利技術(shù)可廣泛應(yīng)用在LTE、LTE?Advanced的CoMP技術(shù)中等。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法和裝置
本專利技術(shù)涉及無線通信
，尤其涉及一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼、解碼方法和裝置。
技術(shù)介紹
在無線通信系統(tǒng)中，不同用戶的信號存在相互干擾，在高斯干擾信道中，各個用戶知道各自完整的信道信息，但各個用戶之間數(shù)據(jù)不能共享，無法進行聯(lián)合發(fā)送。如圖1所示，顯示了兩用戶的高斯干擾信道，在用戶x1和x2之間存在干擾。在消除用戶之間干擾的同時，如何提高高斯干擾信道的容量一直是制約技術(shù)發(fā)展的主要瓶頸之一。在干擾信道下避免用戶間相互干擾的傳統(tǒng)解決方案是采用正交化，如時分多址(TimeDivisionMultipleAccess，TDMA)技術(shù)、頻分多址(FrequencyDivisionMultipleAccess，F(xiàn)DMA)技術(shù)等。如圖2所示，顯示了TDMA系統(tǒng)的示意圖。TDMA系統(tǒng)中，不同的用戶在不同的時刻發(fā)送數(shù)據(jù)，從而避免了用戶間的相互干擾。與TDMA類似，F(xiàn)DMA系統(tǒng)中不同的用戶在不同的頻率上發(fā)送數(shù)據(jù)，也能避免用戶間的相互干擾。鑒于傳統(tǒng)解決方案中的缺點，隨著對高斯干擾信道的深入研究，提出了利用干擾對齊解決用戶間相互干擾的方法。干擾對齊是在已知完整信道信息的情況下，通過發(fā)射端預(yù)處理，將每個接收端的有用信號與干擾信號在空間上分離，而不同發(fā)射端對該接收端的干擾均對齊到相同的空間維度上，從而避免干擾的影響，達到提升容量的目點。由于高斯干擾信道容量以及干擾對齊的研究尚處于初步階段，干擾對齊的方法目前還是研究的熱點。現(xiàn)有技術(shù)中還提供的干擾對齊方法，如隨機選擇干擾對齊方法(randomlychoosingIA)、分布式干擾對齊方法(distributedIA)，其中，對randomlychoosingIA，在2用戶等天線(X信道)的情況下，具有如下關(guān)系式：通過隨機選取v1,1v1,2，然后由以上關(guān)系式計算得到v2,1v2,2，從而得到各發(fā)射端的預(yù)編碼矩陣。在實現(xiàn)本專利技術(shù)的過程中，專利技術(shù)人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中至少存在如下問題：傳統(tǒng)的TDMA、FDMA等正交化解決方案，導(dǎo)致系統(tǒng)的容量過低，僅為1/Klog(SNR)+o(log(SNR))，限制了系統(tǒng)的吞吐量。而現(xiàn)有提供的干擾對齊方法要么適用于某種特殊信道，構(gòu)造該特殊信道較難，幾乎無法實現(xiàn)，要么誤碼率較高，性能較差。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的實施例提供一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法和裝置以及解碼方法和裝置。本專利技術(shù)的一個實施例提供了一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法，所述方法包括：獲得發(fā)射端的初始預(yù)編碼矩陣；確定接收端的接收濾波器，所述接收濾波器與完全包含干擾的信道的初始等效信道矩陣正交，所述初始等效信道矩陣?yán)盟龀跏碱A(yù)編碼矩陣計算獲得；在根據(jù)所述接收濾波器和初始等效信道矩陣構(gòu)成的等效信道上，進行多用戶預(yù)編碼，去除所述初始等效信道矩陣中的干擾，得到發(fā)射端的預(yù)編碼矩陣；利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。本專利技術(shù)的另一實施例提供了一種分布式多天線系統(tǒng)中的解碼方法，所述方法包括：獲取接收端的接收濾波器，所述接收濾波器正交于完全包含干擾的信道的初始等效信道矩陣，所述初始等效信道矩陣?yán)冒l(fā)射端的初始預(yù)編碼矩陣計算獲得；利用所述接收濾波器對來自所述發(fā)射端的經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)向量進行解碼。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種預(yù)編碼裝置，所述裝置包括：初始預(yù)編碼矩陣獲得單元，用于獲得發(fā)射端的初始預(yù)編碼矩陣；接收濾波器確定單元，用于確定接收端的接收濾波器，所述接收濾波器與完全包含干擾的信道的初始等效信道矩陣正交，所述初始等效信道矩陣?yán)盟龀跏碱A(yù)編碼矩陣計算獲得；預(yù)編碼矩陣獲得單元，用于在根據(jù)所述接收濾波器和初始等效信道矩陣構(gòu)成的等效信道上，進行多用戶預(yù)編碼，去除所述初始等效信道矩陣中的干擾，得到發(fā)射端的預(yù)編碼矩陣；預(yù)編碼單元，用于利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種解碼裝置，所述裝置包括：接收濾波器獲取單元，用于獲取接收端的接收濾波器，所述接收濾波器正交于完全包含干擾的信道的初始等效信道矩陣，所述初始等效信道矩陣?yán)冒l(fā)射端的初始預(yù)編碼矩陣計算獲得；解碼單元，用于利用所述接收濾波器對來自所述發(fā)射端的經(jīng)過預(yù)編碼的數(shù)據(jù)向量進行解碼。本專利技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案通過級聯(lián)的兩級預(yù)編碼過程計算預(yù)編碼矩陣，首先通過接收濾波器的選取消除了部分的干擾，然后利用接收濾波器和初始等效信道矩陣再次進行預(yù)編碼，完全消除了剩余的干擾，得到預(yù)編碼矩陣。本專利技術(shù)實施例提供了一種新的聯(lián)合非迭代的干擾對齊方法，實驗證明，本技術(shù)方案能夠有效降低用戶間的干擾，減少用戶協(xié)作通信需要的信息傳遞和信息共享，提高系統(tǒng)容量。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法，所述方法包括：根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束，構(gòu)造相應(yīng)的拉格朗日函數(shù)；根據(jù)所述拉格朗日函數(shù)的優(yōu)化條件獲得所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式；利用所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式以及所述預(yù)編碼矩陣的初始值，迭代計算得到所述預(yù)編碼矩陣；利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種分布式多天線系統(tǒng)中的解碼方法，所述方法包括：接收來自發(fā)射端的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采用預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼；利用接收濾波器矩陣對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，獲得解碼后的信號；其中，所述接收濾波器矩陣和預(yù)編碼矩陣根據(jù)各發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束迭代計算獲得。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種預(yù)編碼裝置，所述裝置包括：函數(shù)構(gòu)造單元，用于根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束，構(gòu)造相應(yīng)的拉格朗日函數(shù)；表達式獲得單元，用于根據(jù)所述拉格朗日函數(shù)的優(yōu)化條件獲得所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式；迭代計算單元，用于利用所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式以及所述預(yù)編碼矩陣的初始值，迭代計算得到所述預(yù)編碼矩陣；預(yù)編碼單元，用于利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。本專利技術(shù)的又一實施例提供了一種解碼裝置，所述裝置包括：接收單元，用于接收來自發(fā)射端的數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)采用預(yù)編碼矩陣進行預(yù)編碼；解碼單元，用于利用接收濾波器矩陣對接收到的數(shù)據(jù)進行解碼，獲得解碼后的信號；其中，所述接收濾波器矩陣和預(yù)編碼矩陣是根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束迭代計算獲得。本專利技術(shù)實施例提供的技術(shù)方案，通過各發(fā)射端的預(yù)編碼矩陣和各接收端的接收濾波器的聯(lián)合設(shè)計，實現(xiàn)了一種性能更好的干擾對齊方法，避免了干擾信道中用戶間的相互干擾。本專利技術(shù)實施例的技術(shù)方案不局限于某種特殊信道，在避免用戶間干擾的同時顯著提升了系統(tǒng)的容量，并且，實驗證明，本專利技術(shù)能夠有效降低用戶間的干擾，大大降低系統(tǒng)的誤碼率。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術(shù)中兩用戶的高斯干擾信道的示意圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)中TDMA系統(tǒng)的示意圖；圖3為本專利技術(shù)一個實施例提供的分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法流程示意圖；圖4為本專利技術(shù)另一個實施例提供的一種多天線分布式系統(tǒng)的示意圖本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束，構(gòu)造相應(yīng)的拉格朗日函數(shù)；根據(jù)所述拉格朗日函數(shù)的優(yōu)化條件獲得預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式；利用所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式以及所述預(yù)編碼矩陣的初始值，迭代計算得到所述預(yù)編碼矩陣；利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種分布式多天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼方法，其特征在于，所述方法包括：根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差和發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束，構(gòu)造相應(yīng)的拉格朗日函數(shù)；根據(jù)所述拉格朗日函數(shù)的優(yōu)化條件獲得預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式；利用所述預(yù)編碼矩陣的表達式和接收濾波器的表達式以及所述預(yù)編碼矩陣的初始值，迭代計算得到所述預(yù)編碼矩陣；利用所述預(yù)編碼矩陣進行多用戶預(yù)編碼。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)射端包括第一發(fā)射端和第二發(fā)射端，接收端包括第一接收端和第二接收端，根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差、發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束以及干擾對齊條件，構(gòu)造如下所示的拉格朗日函數(shù)：其中，干擾對齊條件為v2,1＝(H22)-1H21v1,1，v2,2＝(H12)-1H11v1,2或者，根據(jù)發(fā)射端要發(fā)送的數(shù)據(jù)向量的均方誤差、發(fā)射端相應(yīng)的發(fā)送功率約束以及干擾對齊條件，構(gòu)造如下所示的拉格朗日函數(shù)：

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：沈暉，李斌，羅毅，劉鋒，
申請(專利權(quán))人：華為技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：廣東,44