專利名稱：一種非線性預(yù)編碼處理方法、裝置和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，具體涉及一種非線性預(yù)編碼處理方法、裝置和系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
MIMO (Multiple Input and Multiple Output，多入多出)技術(shù)支持在收發(fā)兩端放置大于1根的天線，通過(guò)多個(gè)收發(fā)通道來(lái)傳輸信息。無(wú)論從理論上還是實(shí)踐上，MIMO技術(shù)已被證明能夠大幅提升系統(tǒng)的頻譜效率，因而在各種4G標(biāo)準(zhǔn)中被廣泛采用。在MIMO技術(shù)在，MIMO預(yù)編碼技術(shù)支持對(duì)發(fā)射信號(hào)進(jìn)行某種預(yù)先處理，使得發(fā)射信號(hào)的特征能夠匹配當(dāng)前信道的特征，以獲得性能增益。在目前的4G標(biāo)準(zhǔn)中，被廣泛采用的預(yù)編碼技術(shù)是線性預(yù)編碼技術(shù)，用于在發(fā)射之前，對(duì)多根發(fā)射天線上的發(fā)射信號(hào)構(gòu)成的發(fā)射矢量，預(yù)先進(jìn)行線性變換以獲得增益。但是， 在多用戶MIMO(MU-MIMO)的場(chǎng)景下，上述線性預(yù)編碼技術(shù)往往在抑制用戶間干擾的同時(shí)， 影響信道增益，因此離多用戶MIMO系統(tǒng)的理論容量界相去甚遠(yuǎn)。相對(duì)于線性預(yù)編碼技術(shù)，非線性預(yù)編碼技術(shù)則基于干擾的預(yù)先消除思想，其基本原理為如果發(fā)射側(cè)能夠完美地獲得信道信息，那么可以預(yù)先將多個(gè)空時(shí)流之間的干擾逐次從發(fā)射信號(hào)中減去，在傳輸過(guò)程中預(yù)先減去的干擾和傳輸時(shí)所產(chǎn)生的干擾剛好抵消，因此接收側(cè)可以完美地恢復(fù)出有用信息。常用的一種非線性預(yù)編碼原理如

圖1所示。圖1展示了傳統(tǒng)的非線性預(yù)編碼系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)圖，其中，s表示輸入信號(hào)，B-I表示迭代層映射操作，Mod表示求模操作，M矩陣表示正交化操作，H表示傳輸信道， η是加性高斯噪聲，G表示子信道增益(這個(gè)值對(duì)應(yīng)于本發(fā)明中的輔助信息)，其值在傳統(tǒng)非線性預(yù)編碼系統(tǒng)中需要通過(guò)其他手段告知接收側(cè)。在理想情況下，非線性預(yù)編碼具有最優(yōu)的性能，但現(xiàn)有的非線性預(yù)編碼機(jī)制依然存在著很多問(wèn)題。比如，非線性預(yù)編碼對(duì)信道信息的精度十分敏感，若信道信息的精度不夠，則空時(shí)流之間的干擾將會(huì)很強(qiáng)，且由于接收側(cè)無(wú)法獲知任何的干擾信息，因此無(wú)法做進(jìn)一步的處理，進(jìn)而降低了接收側(cè)的數(shù)據(jù)檢測(cè)可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種非線性預(yù)編碼處理方法、裝置和系統(tǒng)， 以提高數(shù)據(jù)檢測(cè)可靠性。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種非線性預(yù)編碼處理方法，該方法包括基于非線性預(yù)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，還傳輸用于指示所述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生的畸變的參考信號(hào)。在進(jìn)行所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)還傳輸所述參考信號(hào)的過(guò)程包括進(jìn)行作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作，還進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作；
8
在對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)處理完成后，將完成處理的所述導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)合并，并通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射出去。進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作的方法為針對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)和數(shù)據(jù)信號(hào)同樣的非線性預(yù)編碼流程而不進(jìn)行求模操作。進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作的過(guò)程包括根據(jù)用戶的信道系數(shù)和秩Rank，構(gòu)造聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H ；對(duì)所述聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H進(jìn)行數(shù)值分解，獲得進(jìn)一步處理所需的兩個(gè)系數(shù)矩陣 Q矩陣和R矩陣，并結(jié)合待發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)以構(gòu)造發(fā)射側(cè)導(dǎo)頻發(fā)射矢量。構(gòu)造聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H ,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分解的方法包括以下方法中至少之方法一從第i個(gè)用戶的信道系數(shù)矩陣Hi中(Hi為[Nr -NJ維)挑選出巧行，所述巧為第 i個(gè)用戶的信道秩，形成[r^Nj維的矩陣H,.將M個(gè)用戶的〃矩陣構(gòu)造成聯(lián)合信道系數(shù)矩
陣
權(quán)利要求
1.一種非線性預(yù)編碼處理方法，其特征在于，該方法包括基于非線性預(yù)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，還傳輸用于指示所述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生的畸變的參考信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在進(jìn)行所述數(shù)據(jù)傳輸時(shí)還傳輸所述參考信號(hào)的過(guò)程包括進(jìn)行作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作，還進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作；在對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)以及數(shù)據(jù)信號(hào)處理完成后，將完成處理的所述導(dǎo)頻信號(hào)和數(shù)據(jù)信號(hào)合并，并通過(guò)發(fā)射天線發(fā)射出去。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作的方法為針對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)和數(shù)據(jù)信號(hào)同樣的非線性預(yù)編碼流程而不進(jìn)行求模操作。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作的過(guò)程包括根據(jù)用戶的信道系數(shù)和秩Rank，構(gòu)造聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H ；對(duì)所述聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H進(jìn)行數(shù)值分解，獲得進(jìn)一步處理所需的兩個(gè)系數(shù)矩陣Q矩陣和R矩陣，并結(jié)合待發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)以構(gòu)造發(fā)射側(cè)導(dǎo)頻發(fā)射矢量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，構(gòu)造聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分解的方法包括以下方法中至少之一方法一從第i個(gè)用戶的信道系數(shù)矩陣Hi中(Hi為[N, -NJ維)挑選出ri行，所述A為第i個(gè)用戶的信道秩，形成[r^Nj維的矩陣H,.將M個(gè)用戶的&矩陣構(gòu)造成聯(lián)合信道系數(shù)矩陣
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述挑選出ri行的方法為遍歷所有的可能性，尋求使得聯(lián)合系數(shù)矩陣H的條件數(shù)最大的每個(gè)的構(gòu)造方法，即，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，該方法還包括對(duì)M個(gè)傳輸用戶進(jìn)行排序，排序后的信道系數(shù)矩陣組表示為，…，然后，按照 ii，i2，...，iM的順序，逐次選擇矩陣，使得已構(gòu)造的當(dāng)前聯(lián)合信道矩陣的條件數(shù)最大。
8.根據(jù)權(quán)利要求4至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，根據(jù)獲得的Q矩陣和R矩陣構(gòu) 造發(fā)射側(cè)導(dǎo)頻發(fā)射矢量的過(guò)程包括 使用R矩陣處理導(dǎo)頻發(fā)射矢量，在當(dāng)前資源對(duì)應(yīng)的天線維導(dǎo)頻原始矢量為，時(shí)，經(jīng) 過(guò)R矩陣處理后的導(dǎo)頻發(fā)射矢量為
9.根據(jù)權(quán)利要求1至7任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述方法還包括在接收側(cè)對(duì)作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行的處理從導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)中計(jì)算出輔助信息，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述從導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)中計(jì)算出輔助信息的過(guò)程包括在接收天線上，根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)計(jì)算輔助信息Γπ = YiVpi ；其中，Yi是第i根天線上的響應(yīng)，Pi是第i個(gè)層上發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)；并且，保存計(jì)算出的輔助信息。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，該方法還包括從所述導(dǎo)頻檢測(cè)模塊獲得輔助信息^ii ；根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)的響應(yīng)以及獲得的所述輔助信息，依照如下公式計(jì)算，以獲得中間值 = YiVrii ；對(duì)計(jì)算出的^進(jìn)行求模操作，據(jù)此檢測(cè)出原始發(fā)射符號(hào)Si = mod(r" P)；其中，P為求模量;針對(duì)所有有效接收天線，完成上述操作，直至所有有效接收天線都完成檢測(cè)。
12.—種非線性預(yù)編碼處理裝置，位于發(fā)射側(cè)，其特征在于，該裝置包括導(dǎo)頻處理模塊、 數(shù)據(jù)處理模塊；其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于非線性預(yù)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以傳輸處理后的數(shù)據(jù)；所述導(dǎo)頻處理模塊，用于處理并生成用于指示所述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生的畸變的參考信號(hào)，以在所述數(shù)據(jù)處理模塊傳輸所述數(shù)據(jù)時(shí)由所述導(dǎo)頻處理模塊傳輸所述參考信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊，用于進(jìn)行作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作，生成后續(xù)用于與數(shù)據(jù)信號(hào)合并的導(dǎo)頻信號(hào)；所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作，生成后續(xù)用于與導(dǎo)頻信號(hào)合并的數(shù)據(jù)信號(hào)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊在進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作時(shí)，用于針對(duì)所述導(dǎo)頻信號(hào)經(jīng)過(guò)和數(shù)據(jù)信號(hào)同樣的非線性預(yù)編碼流程而不進(jìn)行求模操作。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊在進(jìn)行所述導(dǎo)頻信號(hào)的非線性預(yù)編碼操作時(shí)，用于
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊在構(gòu)造聯(lián)合信道系數(shù)矩陣H ,并對(duì)其進(jìn)行數(shù)值分解時(shí)，用于應(yīng)用以下方法中至少之一方法一從第i個(gè)用戶反饋的信道系數(shù)矩陣Hi中(Hi為[Nr -NJ維)挑選出ri行，ri為第i個(gè)用戶的信道秩，形成[r^Nj維的矩陣墳將M個(gè)用戶的“矩陣構(gòu)造成聯(lián)合信道系數(shù)矩陣
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊在挑選出^行時(shí)，用于遍歷所有的可能性，尋求使得聯(lián)合系數(shù)矩陣H的條件數(shù)最大的每個(gè)％的構(gòu)造方法，即
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊還用于 對(duì)M個(gè)傳輸用戶進(jìn)行排序，排序后的信道系數(shù)矩陣組表示為A,，^^，···，^^:然后，按照的順序，逐次選擇矩陣，使得已構(gòu)造的當(dāng)前聯(lián)合信道矩陣的條件數(shù)最大。
19.根據(jù)權(quán)利要求15至18任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻處理模塊根據(jù)獲得的Q矩陣和R矩陣構(gòu)造發(fā)射側(cè)導(dǎo)頻發(fā)射矢量時(shí)，用于使用R矩陣處理導(dǎo)頻發(fā)射矢量，在當(dāng)前資源對(duì)應(yīng)的天線維導(dǎo)頻原始矢量為過(guò)R矩陣處理后的導(dǎo)頻發(fā)射矢量為
20.根據(jù)權(quán)利要求12至18任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于，該裝置與位于接收側(cè)的導(dǎo)頻接收模塊之間存在通信連接；所述導(dǎo)頻接收模塊，用于對(duì)作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，以從導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)中計(jì)算出用于進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)的輔助信息。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻接收模塊在從導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)中計(jì)算出輔助信息時(shí)，用于在接收天線上，根據(jù)導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)計(jì)算輔助信息Γπ = YiVpi ；其中，Yi是第i根天線上的響應(yīng)，Pi是第i個(gè)層上發(fā)送的導(dǎo)頻信號(hào)；并且，保存計(jì)算出的輔助信息。
22.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述導(dǎo)頻接收模塊還與位于接收側(cè)的數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊連接；所述數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述輔助信息進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)從所述導(dǎo)頻檢測(cè)模塊獲得輔助信息^ii ；根據(jù)數(shù)據(jù)信號(hào)的響應(yīng)以及獲得的所述輔助信息，依照如下公式計(jì)算，以獲得中間值 = YiVrii ；對(duì)計(jì)算出的^進(jìn)行求模操作，據(jù)此檢測(cè)出原始發(fā)射符號(hào)Si = mod(r" P)；其中，P為求模量;針對(duì)所有有效接收天線，完成上述操作，直至所有有效接收天線都完成檢測(cè)。
23.一種非線性預(yù)編碼處理系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括位于發(fā)射側(cè)的導(dǎo)頻處理模塊、數(shù)據(jù)處理模塊，還包括位于接收側(cè)的導(dǎo)頻接收模塊、數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊；其中，所述數(shù)據(jù)處理模塊，用于基于非線性預(yù)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以傳輸處理后的數(shù)據(jù)；所述導(dǎo)頻處理模塊，用于處理并生成用于指示所述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生的畸變的參考信號(hào)，以在所述數(shù)據(jù)處理模塊傳輸所述數(shù)據(jù)時(shí)由所述導(dǎo)頻處理模塊傳輸所述參考信號(hào)；所述導(dǎo)頻接收模塊，用于對(duì)收到的作為所述參考信號(hào)的導(dǎo)頻信號(hào)進(jìn)行處理，以從導(dǎo)頻信號(hào)的響應(yīng)中計(jì)算出用于進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)的輔助信息；所述數(shù)據(jù)檢測(cè)模塊，用于根據(jù)所述輔助信息進(jìn)行數(shù)據(jù)檢測(cè)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種非線性預(yù)編碼處理方法、裝置和系統(tǒng)，可以在基于非線性預(yù)編碼進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，還傳輸用于指示所述數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)信道傳輸后產(chǎn)生的畸變的參考信號(hào)，以通過(guò)參考信號(hào)來(lái)輔助數(shù)據(jù)的接收和檢測(cè)。本發(fā)明的非線性預(yù)編碼處理技術(shù)具有可實(shí)現(xiàn)性、魯棒性，在通過(guò)參考信號(hào)來(lái)輔助數(shù)據(jù)的接收和檢測(cè)的同時(shí)，有效提升了數(shù)據(jù)檢測(cè)的可靠性。
文檔編號(hào)H04L1/06GK102340377SQ20111031492
公開(kāi)日2012年2月1日 申請(qǐng)日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者寧迪浩, 朱登魁, 郁光輝, 魯照華 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司