专利名称：预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站的制作方法
技术领域：
本发明涉及通信技术，尤其涉及预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站。
背景技术：
在通信系统中，预编码技术可以有效改善系统的接收性能，具体的方法为，发射机使用预编码矩阵对发送的信息进行处理，得到发送信号。预编码矩阵可以通过矩阵分解的方法对信道矩阵进行分解后得到。常用的矩阵分解方法是奇异值分解(SVD，Singular Value Decomposition)方法和正交三角分解OlRD，QR Decomposition)方法。通过SVD方法，可以将任一矩阵分解为一个酉矩阵、一个对角矩阵与另一个酉矩阵的乘积，即H = U Σ VH，其中，H为被分解矩阵(即上述的信道矩阵)，U、V为酉矩阵，Σ 为对角阵。通过QRD方法，可以将任一矩阵分解为一个酉矩阵与一个三角矩阵的乘积，即Η =QR，其中，H为被分解矩阵(即上述的信道矩阵)，Q为酉矩阵，R为三角阵。对于单用户多输入多输出(SU-MIM0，SingleUser Multiple Input Multiple Output)系统，其信号模型可以表示为Y = HX+N其中，Y为接收机接收到的信号，H为MIMO信道矩阵(本发明简称为信道矩阵)， X为发射机发送的信号(即上述的发送信号)，N为白噪声。通过SVD方法得到V后，发射机可以用V与发送的信息s相乘，即，发射机对发送的信息s进行预编码处理，得到发送的信号V，具体为-X = V*s。接收机接收到信号Y后， 对Y进行检测，得到检测信号，即，用Uh (U的共轭装置)与Y相乘，将信道矩阵H分解得到具有相互完全无干扰的平行子信道Σ，具体为
权利要求
1.一种预编码矩阵的提供方法，适用于多用户多输入多输出MU-MIMO系统中的用户设备向基站发送信息之前、基站向用户设备提供预编码矩阵的场景，其特征在于，所述方法包括基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵； 所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备 --对应；所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵包括基站利用用户设备全频带发送导频信号的信道测量方法，获取每个用户设备对应的上行信道矩阵。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述块对角奇异值分解方法包括对于维度为MXN的信道矩阵H，将集合{1，...，N}划分为K个互不相交的子集yk，得
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到Uuk、Vuk和∑ S1 :令k = 1，H = H，P为单位阵，保存原始信道矩阵Ht = H ；S2 将H划分为两部分，得到
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备包括将每个块对角矩阵中的对角线上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供给对应的用户设备。
6.一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中接收用户设备发送的信息， 在接收用户设备发送的信息之前，向用户设备提供预编码矩阵，其特征在于，所述基站包括获取单元，用于获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；矩阵组合单元，用于将所述获取单元获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对所述矩阵组合单元组成的信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵；预编码矩阵提供单元，用于将所述矩阵分解单元得到的酉矩阵中的每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。
7.如权利要求6所述的基站，其特征在于，所述预编码矩阵提供单元具体用于将每个块对角矩阵中的对角线上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供给对应的用户设备。
8.一种解码矩阵的提供方法，适用于MU-MIMO系统中的基站向用户设备发送信息之后、基站向用户设备提供解码矩阵的场景，其特征在于，所述方法包括基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；所述基站将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；所述基站将所述信道矩阵进行共轭转置处理；所述基站使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备--对应；所述基站将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。
9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵包括所述基站通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；或者，如果MU-MIMO系统基于时分双工TDD系统，则所述基站通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。
10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述块对角奇异值分解方法包括对于维度为MXN的信道矩阵H，将集合{1，...，N}划分为K个互不相交的子集yk，得 到
11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到f^+、7^和乙 S1 :令k = 1，H = H，P为单位阵，保存原始信道矩阵Ht = H ；S2:将H划分为两部分，得到H =表示H中与^对应的列向量，&表示H中除去与μ k对应列的其他列向量；S3将PH^vS行奇异值分解SVD，得到
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，还得到所述基站对发送的信息进行预编码时所使用的预编码矩阵的逆矩阵；所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，对预编码矩阵的逆矩阵进行处理，得到预编码矩阵；所述基站使用预编码矩阵对发送的信息进行预编码处理，并向用户设备发送预编码处理后得到的信号。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述共轭转置处理后的信道表示为Hh= U* Σ *VH，其中，V为酉矩阵；所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，得到H = V* Σ H*UH，其中，Σ H*UH为预编码矩阵的逆矩阵。
14.一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中向用户设备发送信息，在向用户设备发送信息之后，向用户设备发送解码矩阵，其特征在于，所述基站包括获取单元，用于获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；矩阵组合单元，用于将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；第一共轭转置处理单元，用于将所述信道矩阵进行共轭转置处理；矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；第二共轭转置处理单元，用于对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；预编码矩阵提供单元，用于将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所示获取单元通过以下方式获取每个用户设备对应的下行信道矩阵通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；或者，如果MU-MIMO系统基于时分双工TDD系统，通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。
全文摘要
本发明实施例公开了预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站。一种预编码矩阵的提供方法包括基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。应用本发明实施例技术方案，使用块对角奇异值分解方法对信道矩阵进行分解，每个用户设备可以分别采用所得到的对角矩阵信息进行预编码或解码处理，使得MU-MIMO系统的性能得到改善。
文档编号H04W88/08GK102315912SQ20101021756
公开日2012年1月11日 申请日期2010年7月1日 优先权日2010年7月1日
发明者刘锋, 张佳胤, 陈大庚 申请人:华为技术有限公司