专利名称：抑制多用户间干扰的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线技术领域，更具体地，本发明涉及ー种抑制多用户间干扰的方法和装置。
背景技术：
3GPP长期演进(LTE-Advanced)系统的下行将采用正交频分多址(OFDMA)的接入方式。如果多个用户的信息承载在相同的时频资源上，这样将产生用户间的干扰。比如，假如用户1的服务基站是基站1，用户2的服务基站是基站2，用户3的服务基站是基站3，而且用户1、用户2和用户3使用相同的时频资源承载信息。对于下行链路而言，用户1除了接收到基站1的有用信号外，还接收到了基站2和基站3的干扰信号。同理，用户2除了接收到基站2的有用信号外，还接收到基站1和基站3的干扰信号；用户3除了接收到基站3 的有用信号外，还接收到基站1和基站2的干扰信号。換言之，基站1、基站2和基站3发射的信号，用户1、用户2和用户3都可以同时接收到，他们相互间的干扰就是用户间的干扰。为了进ー步提高系统的频谱利用率，需要采取一定措施抑制用户间的干扰，其中方法有基站1、基站2和基站3通过协作共同给用户1、用户2和用户3发射信号，在发送端对每个用户的信号进行加权处理，预抑制他们之间的多址干扰。在现有的方案中，已经有通过BD (Block diagonalize)方法获得信号加权向量的方法。在目前的BD方法中，一般采用两次矩阵的奇异值分解(SVD)的方式来求取加权向量。然而，现有的BD方法中，需要通过两次矩阵的SVD分解来获得用户的加权向量，具有实现复杂度高的缺点。
发明内容
本发明实施方式提供ー种抑制多用户间干扰的方法，以降低复杂度。本发明实施方式提供ー种抑制多用户间干扰的系统，以降低复杂度。为达到上述目的，本发明实施方式的技术方案如下ー种抑制多用户间干扰的方法，包括获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵；根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；利用所述等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送。所述基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵为基于所述用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵。所述基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵为基于所述用户的下行信道信息，以利用奇异值分解(SVD)的方式获取预编码零空间矩阵。所述基于用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵包括基于所述用户的下行信道信息构造用户的补信道矩阵；求解以所述补信道矩阵为系数的齐次线性方程組，以得到基础解系；对所述基础解系进行正交化和単位化，并将所述正交化和単位化后的基础解系表示为矩阵的形式。所述以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵包括以高斯消去法获取预编码零空间矩阵；以矩阵的三角分解法获取预编码零空间矩阵；或以QR分解法获取预编码零空间矩阵。所述根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵包括根据用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵。所述根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵包括利用所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵计算出等效信道矩阵；在由等效信道矩阵的行向量所組成的超平面内，找出ー组单位正交基，并计算所述等效信道矩阵的相关矩阵的主特征向量与该组单位正交基中的一个单位正交基的夹角；利用所述夹角和该正交基表示出単位主特征向量，并判断是否为双流传输，如果是，则计算出与所述主特征向量正交的另外ー个单位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一个单位特征向量得到等效信道的单用户预编码；如果不是，则利用所述单位主特征向量得到等效信道的单用户预编码。ー种抑制多用户间干扰的装置，包括预编码零空间矩阵获取单元、等效信道的单用户预编码矩阵获取单元和发送单元，其中预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵；等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；发送单元，用于利用所述等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送。所述预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵。所述预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息，以利用奇异值分解(SVD)的方式获取预编码零空间矩阵。
所述预编码零空间矩阵获取单元，用于基于所述用户的下行信道信息构造用户的补信道矩阵，求解以所述补信道矩阵为系数的齐次线性方程组，以得到基础解系，对所述基础解系进行正交化和単位化，并将所述正交化和単位化后的基础解系表示为矩阵的形式。所述预编码零空间矩阵获取单元以高斯消去法、矩阵的三角分解法、或QR分解法获取预编码零空间矩阵。所述等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于根据用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵。所述等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于利用所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵计算出等效信道矩阵；在由等效信道矩阵的行向量所組成的超平面内，找出ー组单位正交基，并计算所述等效信道矩阵的相关矩阵的主特征向量与其中一个单位正交基的夹角；利用所述夹角和正交基表示出単位主特征向量，并判断是否为双流传输，如果是，则计算出与所述主特征向量正交的另外ー个单位特征向量，并利用所述另外一个单位特征向量得到等效信道的单用户预编码；如果不是，则利用所述单位主特征向量得到等效信道的单用户预编码。在上述技术方案中，首先获取用户的下行信道信息，并基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵；然后根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；最后利用等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送。由此可见，应用本发明实施方式以后，针对现有方案中利用两次SVD分解实现BD 预编码方法复杂度较高的缺点，提出了首先获得零空间，井随后求得等效信道的单用户预编码矩阵，最终实现BD预编码的方案。与现有技术的采用两次SVD方法比较，由于不是每次都采用SVD，因此本发明实施方式可以减小计算的开销，从而降低复杂度。
图1为根据本发明实施方式的抑制多用户间干扰的方法流程图；图2为根据本发明实施方式的求解预编码零空间方法流程图；图3为根据本发明实施方式的求解等效信道预编码方法流程图；图4为根据本发明实施方式的抑制多用户间干扰的装置结构图。
具体实施例方式为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图及具体实施例对本发明实施方式再作进ー步详细的说明。在本发明的实施方式中，提出ー种抑制多用户间干扰的方法和装置。针对现有技术中利用SVD分解实现BD预编码方法复杂度较高的缺点，本发明的实施方式通过求解线性方程组及正交化、単位化方式获得零空间，并在用户两天线接收的情况下，利用投影法求得等效信道上的右特征向量(即单用户MIMO的预编码)，从而最终实现BD预编码的方案。与现有技术的SVD方法比较，本发明的实施方式可以显著减小计算的开销。图1为根据本发明实施方式的抑制多用户间干扰的方法流程图。如图1所示，该方法包括
步骤101 获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵。在这里，可以基于所述用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵，或者基于所述用户的下行信道信息，以利用奇异值分解(SVD)的方式获取预编码零空间矩阵。而且，当以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵吋，步骤101具体可以包括基于用户的下行信道信息构造用户的补信道矩阵；求解以补信道矩阵为系数的齐次线性方程組，以得到基础解系；对基础解系进行正交化和単位化，并将正交化和単位化后的基础解系表示为矩阵的形式。而且，解齐次线性方程组的方式具体可以包括高斯消去法、 矩阵的三角分解法或QR分解法等。步骤102 根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵。在这里，步骤102具体可以包括根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵， 获取等效信道矩阵的単位主特征向量，井根据等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵。更具体地，步骤102可以包括利用用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵计算出等效信道矩阵；在由等效信道矩阵的行向量所組成的超平面内，找出ー组单位正交基， 并计算等效信道矩阵的相关矩阵的主特征向量与该组单位正交基中的一个单位正交基的夹角；利用夹角和该正交基表示出単位主特征向量，并判断是否为双流传输，如果是，则计算出与主特征向量正交的另外ー个单位特征向量，并利用另外ー个单位特征向量得到等效信道的单用户预编码；如果不是，则利用単位主特征向量得到等效信道的单用户预编码。步骤103 利用等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发
So在这里，最后利用等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送，可以保证该用户的数据对其他用户(配对多用户中的除该用户外任一用户)的干扰为零。下面对本发明实施方式的算法进行更具体地详细说明。首先，对算法可能用到的变量进行说明。变量说明K 发送端同时服务的用户数；Μ:发送端天线数；N 每个用户的接收天线数；i 第i个用户；Bi :M行Xui列复矩阵，表示第i个用户的预编码矩阵，其中(i = l，…，K)；Hi :N行XM列复矩阵，表示发送端到第i个用户的信道矩阵；H=[H^…HiJ H^…^t].第i个用户的补信道矩阵；Ti 矩阵卑的零空间，该零空间经过了对列向量的単位化和正交化；Ai 等效信道HiTi下的单用户预编码矩阵；B” Ti 和 Ai 的关系=Bi = TiAi0
具体地，对于图1中的步骤101，即求解预编码零空间Ti,详细描述如下对于Ti中的每ー个向量，都可以看成是如下线性方程组的ー个解
权利要求
1.ー种抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，包括获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵； 根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；利用所述等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送。
2.根据权利要求1所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵为基于所述用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵。
3.根据权利要求1所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵为基于所述用户的下行信道信息，以利用奇异值分解(SVD)的方式获取预编码零空间矩阵。
4.根据权利要求2所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述基于用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵包括基于所述用户的下行信道信息构造用户的补信道矩阵； 求解以所述补信道矩阵为系数的齐次线性方程組，以得到基础解系； 对所述基础解系进行正交化和単位化，并将所述正交化和単位化后的基础解系表示为矩阵的形式。
5.根据权利要求2或4所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵包括以高斯消去法获取预编码零空间矩阵； 以矩阵的三角分解法获取预编码零空间矩阵；或以QR分解法获取预编码零空间矩阵。
6.根据权利要求1或2所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵包括根据用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵。
7.根据权利要求6所述的抑制多用户间干扰的方法，其特征在干，所述根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵包括利用所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵计算出等效信道矩阵； 在由等效信道矩阵的行向量所組成的超平面内，找出ー组单位正交基，并计算所述等效信道矩阵的相关矩阵的主特征向量与该组单位正交基中的一个单位正交基的夹角；利用所述夹角和该正交基表示出単位主特征向量，并判断是否为双流传输，如果是，则计算出与所述主特征向量正交的另外ー个单位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一个单位特征向量得到等效信道的单用户预编码；如果不是，则利用所述单位主特征向量得到等效信道的单用户预编码。
8.ー种抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，包括预编码零空间矩阵获取单元、等效信道的单用户预编码矩阵获取単元和发送单元，其中预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵；等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于根据所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；发送单元，用于利用所述等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发达。
9.根据权利要求8所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息，以解齐次线性方程组的方式获取预编码零空间矩阵。
10.根据权利要求8所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述预编码零空间矩阵获取单元，用于获取用户的下行信道信息，并基于所述用户的下行信道信息，以利用奇异值分解(SVD)的方式获取预编码零空间矩阵。
11.根据权利要求9所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述预编码零空间矩阵获取单元，用于基于所述用户的下行信道信息构造用户的补信道矩阵，求解以所述补信道矩阵为系数的齐次线性方程组，以得到基础解系，对所述基础解系进行正交化和単位化，并将所述正交化和単位化后的基础解系表示为矩阵的形式。
12.根据权利要求9或11所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述预编码零空间矩阵获取单元以高斯消去法、矩阵的三角分解法、或QR分解法获取预编码零空间矩阵。
13.根据权利要求8或9所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于根据用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵，获取等效信道矩阵的単位主特征向量，并根据所述等效信道矩阵的単位主特征向量获取等效信道的单用户预编码矩阵。
14.根据权利要求13所述的抑制多用户间干扰的装置，其特征在干，所述等效信道的单用户预编码矩阵获取単元，用于利用所述用户的下行信道信息和所述预编码零空间矩阵计算出等效信道矩阵；在由等效信道矩阵的行向量所組成的超平面内，找出ー组单位正交基，并计算所述等效信道矩阵的相关矩阵的主特征向量与其中一个单位正交基的夹角；利用所述夹角和正交基表示出単位主特征向量，并判断是否为双流传输，如果是，则计算出与所述主特征向量正交的另外ー个单位特征向量，并利用所述主特征向量和所述另外一个单位特征向量得到等效信道的单用户预编码；如果不是，则利用所述单位主特征向量得到等效信道的单用户预编码。
全文摘要
本发明公布了一种抑制多用户间干扰的方法和装置。方法包括获取用户的下行信道信息，并基于用户的下行信道信息获取预编码零空间矩阵；然后根据用户的下行信道信息和预编码零空间矩阵，获取等效信道的单用户预编码矩阵；利用等效信道的单用户预编码矩阵对用户数据进行预编码加权后发送。应用本发明实施方式以后，通过求解线性方程组的方式来获得零空间，并随后求得等效信道的单用户预编码矩阵，最终实现BD预编码的方案。与现有技术的SVD方法比较，由于不采用两次SVD，本发明实施方式可以减小计算的开销。
文档编号H04L25/03GK102594486SQ201110005288
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月4日 优先权日2011年1月4日
发明者王启星, 耿健, 金婧, 黄帆 申请人:中国移动通信集团公司