合中元 素的个数；
[0044] 第四步，比较card⑷与接收天线数2的大小，若card⑷彡2,接收机设计迫零接 收滤波矩阵
Λ. eoiW?对y进行滤波，其中，（.y表示求矩阵 的伪逆，输出card(A)个已解码的符号比较card(A)与队的大小；若card(A) > 2,接收机 随机选取集合A中的Nr-I = 1个信号构成待解信号集合C，则card (C) = 1，集合C中信号 的空间特征e;= IiiPi, i e C，将集合A中其余信号组成干扰集合I，则card(I) = 2,将集合 I中的信号进行合成，合成干扰的空间特征为
'因为发送的符号均采用BPSK 调制，所以共有2^d(I)= 4种信号合成情况，假设调制星座图具有中心对称性，则只需考虑 ⑴种干扰合成情况，艮p h有两个可能值；
[0045] 第五步，接收机首先将待解信号的空间特征ei，i e C与合成干扰eE进行施密特 正交化，得到一组标准正交基c,/e C、&，然后根据标准正交基计算迫零接收滤波矩阵G 中各滤波向量匕，i e C，
[0047] 将此迫零接收滤波矩阵G进行共辄转置，得到GH，e E的多样性造成迫零接收滤波 矩阵G共有2^d(I) 1I 2种，其中只有一种与实际发射的符号情况相符。图3描述了信号X。 属于集合C，而其余信号属于集合I时，迫零接收滤波矩阵G中滤波向量f。的设计方法，接 收机首先将I中的信号进行合成并得到合成干扰的空间特征eE ;然后对e E进行施密特正 交化，得到标准正交基；?最后利用本步所述迫零接收滤波矩阵G中滤波向量的构造方法 得到
需要说明的是，根据本发明实施例1第四步得到eE有两个可能值 eEl、eE2，图3为选取eE = e El情况下滤波向量的设计示意图。
[0048] 第六步，接收机首先将混合信号y分为两路，然后采用步骤五设计的两个迫零接 收滤波矩阵G分别对混合信号进行滤波，并比较接收信号的SNR/SINR，择优判决输出一个 接收符号，.v,_,/ e(:' 1
[0049] 第七步，接收机利用解出的符号和信道信息重构信号，再采用串行干扰消除将混 合信号y中已解的一个符号ZeCf所对应的信号
消除，得到，
[0051 ] 第八步，接收机将已解码信号从集合A中删除，通过将集合A-C赋给集合A更新集 合A，返回至第四步操作。
[0052]图4给出了本发明实施例1的具体接收机结构图，图中说明了本发明实施例1滤 波接收、串行干扰消除和恢复剩余信号的操作过程。图4首先将X。作为待解的期望信号，并 将其他信号作为干扰并进行干扰合成，根据第六步，接收机将接收端混合信号y分为两路， 并分别采用迫零接收滤波矩阵匕与G 2对混合信号进行滤波接收，并比较接收信号的SNR/ SINR，择优判决输出^，并将L反馈给接收机；然后根据第七步，采用串行干扰消除将已解 码的；所对应的信号
消除，得到
；最后设计迫零接收滤波矩 阵Wzf接收输出S、；。
[0053] 实施例2
[0054] 在实施例1的基础上，当每个发射机配置的天线数不同时，各发射机发送数据的 方式不同。当发射天线数Nt= 1时，发射机采用全向发射方式发送一路数据，此时，实施例 1中发射天线数等于1的发射机对应的hkpk应替换Shk，该发射机对应的发送信号在接收 端的空间特征成为ek= hk;当发射天线数Nt^ 2时，发射机采用波束成形发射方式发送一 路数据，如前实施例1所述。
[0055] 本发明的实施方式还在于，第五步当发送信号个数大于接收天线数队时，先进行 干扰合成，使接收端的信号个数降为Nr，再采用迫零及串行干扰消除进行多用户数据的接 收；调制后的发送符号存在多种情况导致合成干扰存在多种合成情况，本发明根据不同的 合成情况设计相应的迫零接收滤波矩阵G，并将接收端混合信号y分为多路，采用所设计的 G分别对每路混合信号进行滤波，通过比较接收信号的SNR/SINR，择优判决输出正确的接 收符号。
[0056] 本发明的应用效果通过以下的仿真实验做进一步的说明：
[0057] 图5给出了实施例1基于Nt= 2、Nr= 2和K = 3得到的系统数据速率性能，同 理按照实施例1的方法仿真了固定接收端天线数Nr= 2,发射符号数K e {3, 4, 5}时，本发 明方法的数据速率性能。传统的迫零接收方法要求并发信号数不超过接收机天线数，所以 当1〇队时，无法采用迫零接收对混合信号进行处理，而本发明所提方法在接收端天线数有 限的情况下能恢复所有的发送数据。如图5所示，给出了当Ke {3, 4,5}且1(>队时，本发 明所提方法能接收的所有数据的和速率随信噪比变化的情况，随着信噪比的增加，系统数 据速率性能也逐渐提高；由于所提方法能恢复所有的发送信号，所以随着K的增大，接收机 可恢复的信号数增加，系统数据速率性能也逐渐提高。
[0058] 图6给出了本发明实施例2基于Nt= 1、N R= 2和K = 3得到的系统数据速率性 能，在发送符号K大于接收天线数Nr的情况下，本发明设计的接收方法能突破传统的迫零 接收方法要求接收天线数不少于待解的信号个数的限制，接收所有的发送符号，从图6可 以看出，随着信噪比的增加，本发明方法所得的系统数据速率性能也逐渐得到提高。
[0059] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于干扰合成的迫零及串行干扰消除的多用户接收方法，在多个并发的发射机 和一个公共接收机的上行通信系统实现，系统接收机获取与各发射机之间的信道状态信息 以及发射机采用的调制方式信息，首先采用干扰合成将接收端处理的信号个数降至接收天 线数，然后根据不同的信号合成情况计算相应的迫零接收滤波矩阵，并分别对混合信号进 行滤波，通过对滤波性能进行比较，对接收符号进行判决，使用串行干扰消除方法消除已解 码符号对混合信号中剩余分量接收的影响，然后对剩余混合信号重复采用合成干扰、计算 滤波矩阵、比较判决，直至全部发射机发送的符号得到恢复，所述接收方法包括以下步骤： 第一步，每个发射机配置Nt根发射天线，N 2,均采用波束成形的发射方式发送一路 数据，发射机根据各自的信道信息计算预编码向量Pk，获取每路发送数据的调制方式信息， 并取L为所用调制方式中调制阶数最大的调制方式信息，K个发射机发送信号数K大于接 收机天线数Nr，每个发射机的发射功率均为PT; 第二步，发射机估计信道状态信息hk，k= 0, 1，…，K-1，连同调制方式信息L一同上报 给接收机； 第三步，接收机接收到混合信号y，其中，xk表示发射机k发送的符号，n表示加性高斯白噪声，噪声分量的方差为 <，发 射机k发送的信号在接收端表现出的空间特征为ek=hkpk，将接收端所有信号构成集合A， 则初始状态集合A包含的信号个数为K，即card(A) =K，其中card(?)表示集合中元素的 个数； 第四步，比较card(A)与Nr的大小，若card(A) <NR，接收机设计迫零接收滤波矩阵 Ww=ek'et、…它卜M,card⑷对y进行滤波，其中，表示求矩阵的伪逆， 输出card(A)个已解码符号；若card(A) >Nr，接收机随机选取集合A中的Nr-I个信号组 成待解信号集合C，则card(C) =Nr-I，集合C中所有信号的空间特Ee1=hlPl，iGC，将 集合A中其余信号组成干扰集合I，将集合I中的信号进行合成，合成干扰的空间特征为'发送符号经过调制后存在多种情况，所以合成干扰共有L^d(I)种合成情况， 假设调制星座图具有中心对称性，则只需考虑种干扰合成情况，即^个可能值； 第五步，接收机首先将待解信号的空间特征hlPl，ieC与合成干扰的空间特征eE 进行施密特正交化，得到一组标准正交基I,ieC与k,然后根据标准正交基计算迫零接 收滤波矩阵G中各滤波向量匕，iGC，将此Nr-I个列向量进行共辄转置得到GH，基于eE的多样性，G共有 只有一种与实际发射的符号情况相符；第六步，接收机首先将混合信号y路，然后采用第五步设计的 个滤波矩阵Gh分别对每路混合信号进行滤波，并比较接收信号的信噪比/信干噪比SNR/SINR，择优判决输出Nr-I个接收符号，iGC; 第七步，接收机利用解出的符号和信道信息重构信号，再采用串行干扰消除将混合信 号y中已解码的Nr-I个符号&，iGC所对应的信号消除，降低接收机处理的信 号个数，得到：第八步，接收机将已解码信号从集合A中删除，通过将集合A-C赋给A更新集合A，返回 至第四步操作。2. 根据权利要求1所述的基于干扰合成的迫零及串行干扰消除的多用户接收方法，其 特征在于，在第五步当发送信号个数大于接收天线数队时，先进行干扰合成，使接收端的信 号个数降为Nr，再采用迫零及串行干扰消除进行多用户数据的接收。3. 根据权利要求1所述的基于干扰合成的迫零及串行干扰消除的多用户接收方法，其 特征在于，当调制后的发送符号存在多种情况导致合成干扰存在多种合成情况时，则根据 不同的合成情况设计相应的迫零接收滤波矩阵G，并将接收端混合信号y分为多路，采用所 设计的G分别对每路混合信号进行滤波，通过比较接收信号的SNR/SINR，择优判决输出正 确的接收符号。4. 根据权利要求1所述的基于干扰合成的迫零及串行干扰消除的多用户接收方法，其 特征在于，当每个发射机配置的天线数不同时，各发射机发送数据的方式则不同，当发射天 线数Nt= 1时，发射机采用全向发射方式发送一路数据，此时，发射天线数等于1的发射机 对应的hkpk应替换为hk，该发射机对应的发送信号在接收端的空间特征成为ek=hk;当发 射天线数NT> 2时，发射机采用波束成形发射方式发送一路数据。
【专利摘要】本发明公开一种基于干扰合成的迫零及串行干扰消除的多用户接收方法，包括多个发射机和一个公共接收机，接收机获取与各发射机之间的信道状态信息及发射机采用的调制方式信息，首先采用干扰合成将接收端信号个数降至接收天线数，然后根据不同的信号合成情况计算迫零接收滤波矩阵，并分别对混合信号进行滤波，通过对滤波性能进行比较，判决接收符号，使用串行干扰消除方法消除已解码符号对混合信号剩余分量接收的影响，然后对剩余混合信号重复采用合成干扰、计算滤波矩阵、比较判决，直至恢复全部发送符号。本发明基于干扰合成，采用迫零与串行干扰消除，能够在接收天线较少的情况下恢复出全部的发送符号，提高系统可容纳的用户数。
【IPC分类】H04B7/06, H04B7/04, H04B7/08, H04L25/03
【公开号】CN105227226
【申请号】CN201510523532
【发明人】李钊, 戴晓琴, 丁汉清, 肖丽媛, 赵林靖, 刘勤
【申请人】西安电子科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年8月24日