一种两用户非相干mimo广播信道的自由度优化方法
【技术领域】
[0001]本发明属于两用户非相干广播信道的容量刻画技术领域，更具体地，设及一种两 用户非相干MIMO广播信道的自由度优化方法。
【背景技术】
[000引对于多用户叩Ut Multi-Output,多入多出）广播信道，其自由度很 大程度上决定于收发端是否已知CSI(化annel State Information,信道边信息），当发送 端有CSIT(CSI at Transmitter,发送端信道边信息）并且接收端有CSIR(CSI at Receiver,接收端信道边信息）时，可W通过发送端预编码技术W及接收端干扰消除等方 法，使发送端可W同时向所有用户发送信号。
[0003] 在基站天线数为M，用户数为K，各个用户天线数为NiQ <i<K)的场景下，系统能 够获得的最大自由度为
；而当发送端没有CSIT时，TDMA(Time Division Multiple Access,时分复用)是最优方案，系统能够达到的最大自由度为min(M,maxNi)。
[0004] 在点对点非相干MIMO信道的通信中，CSI未知且CSI在相干周期T个时隙内保持不 变的情况下，系统平均每个时隙能够获取的自由度为
其中M、N分别为收发两端天线数；
[000引对于两个用户的MIMO广播信道，两个用户均不知道CSI的情况，现有技术的TDMA方 案中，基站每次仅与一个用户进行通信;在用户相干周期不同的情况下，自由度较低。
【发明内容】
[0006] 针对现有技术的W上缺陷或改进需求，本发明提供了一种两用户非相干MIMO广播 信道的自由度优化方法，其目的在于提高提供系统的自由度。
[0007] 为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种两用户非相干MIMO广播信 道的自由度优化方法，包括如下步骤：
[0008] (1)对相干周期大的用户进行导频训练，使该用户获取信道参数；
[0009] (2)基站与相干周期大的用户单独通信；
[0010] (3)基站向两个用户同时发送叠乘信号；
[0011] (4)两个用户接收端对接收到的叠乘信号分别进行解码。
[0012] 优选地，上述自由度优化方法，其步骤(1)具体为:在相干周期T2的第一个Tl时长内 对相干周期长的用户进行导频训练，使该用户获取信道参数，包括CSIR;
[001引其步骤(2)具体为:在相干周期T2的第一个Tl时长内的化-化)时长内，基站与相干 周期长的用户通信；
[0014]其步骤(3)具体为:在相干周期T2的第一个Tl时长之后的化-Ti)时长内，基站发送 叠乘信号；
[001引其中，Tl为用户1的相干周期，T2为用户2的相干周期，T2 = nTi，n为正整数;化为用户 2的天线数。
[0016] 优选地，上述自由度优化方法中，导频训练过程具体如下:基站对相干周期长的用 户发送已知的导频序列，该用户通过接收到的信号与所述已知的导频序列进行比对获取信 道参数。
[0017] 优选地，上述叠乘信号 ；其中，X功用户1的目标信号，拉为用户2的 目标信号，
为功率归一化因子。
[0018] 优选地，上述自由度优化方法，将两用户非相干MIMO广播信道中的基站天线数M与 相干周期长的用户的天线数化设为一致，W使系统能够达到的自由度最大。
[0019] 总体而言，通过本发明所构思的W上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有 益效果：
[0020] (1)本发明提供的两用户非相干MIMO广播信道的自由度优化方法，采用导频训练 加叠乘信号的方法，使相干周期长的用户先获取CSIR，然后基站与两个用户同时进行通信， 可解决现有技术中基站每个时隙只能与一个用户进行通信的问题；
[0021] (2)本发明提供的两用户非相干MIMO广播信道的自由度优化方法，能够使基站与 两个用户同时进行通信，在不改变一个用户的自由度的情况下，使另一个相干周期长的用 户获得额外的自由度增益；因此，相对于现有技术的分时策略，本方法能够明显提高系统的 自由度。
【附图说明】
[0022] 图1是实施例提供的两用户非相干MIMO广播信道自由度优化方法的流程图；
[0023] 图2为实施例所基于的两用户非相干MIMO广播信道模型；
[0024] 图3为实施例里的两个用户的相干周期Tl与T2的关系图；
[0025] 图4为实施例提供的自由度优化方法与分时策略分别能够达到的自由度的对比曲 线。
【具体实施方式】
[0026] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并 不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所设及到的技术特征只要 彼此之间未构成冲突就可W相互组合。
[0027] 本发明提供的两用户非相干MIMO广播信道的自由度优化方法，其流程如图1所示， 包括如下步骤：
[0028] (1)对相干周期大的用户进行导频训练，使该用户获取信道参数；
[0029] (2)基站与相干周期大的用户单独通信；
[0030] (3)基站向两个用户同时发送叠乘信号；
[0031] (4)两个用户接收端对接收到的叠乘信号分别进行解码。
[0032] 实施例基于图2所示的模型，该模型为两用户非相干MIMO广播信道，基站发送天线 数为M，用户1的接收天线数为化，用户2的接收天线数为化;天线数满足M =化;两个用户的收 发两端均未知CSI;
[0033] 实施例中，用户1的相干周期为1'1，1'1含2111111(1，111曰义(化，化））；用户2的相干周期为 T2，T2 = nTi;用户1的相干周期Tl与用户2的相干周期T2的关系如图3所示。
[0034] 实施例提供的两用户非相干MIMO广播信道自由度优化方法，具体步骤如下：
[003引（1)在相干周期T2的第一个Tl时长内对用户2进行导频训练:基站对用户2发送导频 信号，