專利名稱：一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶mimo接收方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MMO接收方法和裝置。
背景技術(shù)：
正交頻分復(fù)用OFDM技術(shù)是一種在實現(xiàn)中極具吸引力的多載波技術(shù)。OFDM技術(shù)將高速的數(shù)據(jù)流調(diào)制為頻譜交疊的多個并行低速數(shù)據(jù)流發(fā)送。由于OFDM符號周期顯著增加，因此為了提高OFDM技術(shù)抗多徑時延的能力，通過在OFDM符號的前端增加CP，則可以消除由多徑時延引起的符號間干擾，簡化接收端均衡器的負擔(dān)。在向B3G / 4G演進的過程中，OFDM是關(guān)鍵的技術(shù)之一，可以結(jié)合分集，時空編碼，和信道間干擾抑制以及智能天線技術(shù)，最大限度的提高系統(tǒng)性能。而MIMO和OFDM兩種技術(shù)的結(jié)合就可實現(xiàn)更高的帶寬效率和更好的系統(tǒng)性能。因為在OFDM系統(tǒng)中，小區(qū)內(nèi)的各個信號之間是正交的，所以O(shè)FDM技術(shù)比CDMA技術(shù)更好地解決了小區(qū)內(nèi)干擾的問題。但是作為代價，OFDM系統(tǒng)帶來的小區(qū)之間干擾(Inter-Cell Interference, ICI)問題可能比CDMA系統(tǒng)更加嚴重。當(dāng)在使用頻率復(fù)用的多小區(qū)環(huán)境中利用空時鏈接時，鏈接將遭受到同信道干擾。無線網(wǎng)絡(luò)中同信道干擾抑制的意義就在于它使頻率復(fù)用更好的實現(xiàn)，從而改善網(wǎng)絡(luò)頻譜效率。同信道干擾抑制已經(jīng)被研究了許多年，在無線鏈接中以非常有限的形式應(yīng)用。在多用戶MMO系統(tǒng)中，多個用戶同時占用相同的時頻資源進行通信。多用戶MMO技術(shù)利用多天線提供的空間自由度分離用戶，各個用戶可以占用相同的時頻資源，信號依賴發(fā)送端的信號處理算法抑制多用戶之間的干擾，通過時頻資源復(fù)用方式有效的提高小區(qū)平均吞吐量。在小區(qū)負載較重時，通過簡單的多用戶調(diào)度算法就可以獲得顯著的多用戶分集增益，是獲得高系統(tǒng)容量的有效手段。在MU-MMO的OFDM系統(tǒng)中，共信道干擾包括配對用戶的共信道干擾和非配對用戶的共信道干擾。對于存在共信道干擾的系統(tǒng)一般采用干擾抑制合并接收機(IRC，Interference Rejection Combining)。IRC接收機在接收端通過一組天線權(quán)重對多根天線的接收數(shù)據(jù)進行合并，權(quán)重的計算可以根據(jù)不同的性能準(zhǔn)則得到。常用的性能準(zhǔn)則有麗SE、最大化輸出SINR、似然函數(shù)以及最小化噪聲方差。通常采用IRC進行接收合并時，需要得到待檢測信號以及干擾信號的信道估計值，然后根據(jù)不同的性能準(zhǔn)則來優(yōu)化天線權(quán)重。在MU-MMO的OFDM系統(tǒng)中，采用IRC進行接收合并時，需要得到待檢測信號以及干擾信號的信道估計值，然后根據(jù)不同的性能準(zhǔn)則來優(yōu)化天線權(quán)重。在同頻干擾存在的情況下，較好的估計出待檢測信號的響應(yīng)是很困難的事情，并且要估計出所有的干擾用戶的信道響應(yīng)也是很困難的事情。存在估計誤差的待檢測信號以及干擾信號的信道估計會惡化IRC接收機的性能。
綜上所述，在現(xiàn)有的技術(shù)中，由于同頻干擾的存在導(dǎo)致信道估計不準(zhǔn)確或者無法估計，而引起IRC合并接收的性能惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MMO接收方法，該方法解決了現(xiàn)有技術(shù)中，由于同頻干擾的存在導(dǎo)致信道估計不準(zhǔn)確或者無法估計，而引起的IRC合并接收的性能惡化問題。本發(fā)明公開了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MIMO接收方法，該方法包括將接收天線接收的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)變、去除循環(huán)前綴CP操作、快速傅里葉變換，得到接收數(shù)據(jù)；
提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣，根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)；將每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)進行信道估計操作、頻域均衡操作、解調(diào)解碼操作，得到每個期望用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。在上述方法中，所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣包括根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和該導(dǎo)頻信號的共軛計算空間相關(guān)矩陣，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣；根據(jù)空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出權(quán)值矩陣。在上述方法中，所述提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號前還包括根據(jù)相干帶寬和相干時間將接收數(shù)據(jù)劃分為基本資源塊集；所述提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號包括提取基本資源塊集中每個基本資源塊的導(dǎo)頻信號；所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和該導(dǎo)頻信號的共軛計算空間相關(guān)矩陣包括對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和導(dǎo)頻信號的共軛計算所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣；所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣包括對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣；所述根據(jù)空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出權(quán)值矩陣包括對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算所述基本資源塊的權(quán)值矩陣；所述根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)包括對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的權(quán)值矩陣和該基本資源塊上的接收數(shù)據(jù)計算出每路期望接收數(shù)據(jù)流在該基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，對于每路期望接收數(shù)據(jù)流，按照基本資源塊在時頻域的位置，排列計算得到的基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，得到所述期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)。在上述方法中，所述根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和導(dǎo)頻信號的共軛計算所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣包括按如下公式計算基本資源塊的空間相關(guān)矩陣中元素，=( : X(Oli)^iot其中，C為第nEBf基本資源塊的空間相關(guān)矩陣中元素，表示第i個接收天線的
第Heb個基本資源塊的導(dǎo)頻信號和第j個接收天線的第nKB個基本資源塊的導(dǎo)頻信號的互相 關(guān)性，為第i個接收天線的第nKB個基本資源塊的導(dǎo)頻行向量，P=為第j個接收天線的
第nKB個基本資源塊的導(dǎo)頻行向量，Npilot為導(dǎo)頻行向量的維數(shù)，i = I,.. .,ME;j=l, ...,Me;Me為接收天線數(shù)；nKB=l，. . .，Neb, Neb為基本資源塊的數(shù)量。在上述方法中，所述根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣具體包括按如下公式計算基本資源塊的導(dǎo)向矩陣中元素，grnO:rfVN一其中，為第Iisfi個基本資源塊的第n個期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向列向量g d的第q個元素，表示第q個接收天線的第I1rb個基本資源塊的導(dǎo)頻信號和第n個期望接收數(shù)據(jù)流對應(yīng)的期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號的互相關(guān)性，為第q個接收天線的第I1rb個基本資源
塊的導(dǎo)頻行向量，d，為第n個期望接收數(shù)據(jù)流對應(yīng)的期望用戶發(fā)射的第I1rb個基本資源塊
的導(dǎo)頻行向量，ri=l，-ND；q=l,"為仏^為導(dǎo)頻行向量的維數(shù)為為接收天線數(shù)，Nd為期望接收數(shù)據(jù)流的數(shù)量。在上述方法中，所述根據(jù)所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出所述基本資源塊的權(quán)值矩陣包括按如下公式計算在基本資源塊的權(quán)值矩陣，Wwfifl)—1G^b其中，評⑩的維數(shù)為MkXNd, W"-元素 , s=l, . . .Me ；t = I, . . . , Nd ；心為第Heb個基本資源塊的第s個接收天線的第t路期望接收數(shù)據(jù)流對應(yīng)的權(quán)值；Rnm為第nKB個基本資源塊的空間相關(guān)矩陣，為第nKB個基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣，Nd為期望接收數(shù)據(jù)流的數(shù)量。在上述方法中，所述對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的權(quán)值矩陣和該基本資源塊上的接收數(shù)據(jù)計算出每路期望接收數(shù)據(jù)流在該基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)包括
按如下公式計算基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)§nra，i的元素，c5=2>rox(w；5)HI 表示第k路期望接收數(shù)據(jù)流的第nKB個基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，in:'k為第k職M微冊流白勺n nEB + 賴麵白勺n mI
對應(yīng)的時頻單元上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，為第P個接收天線的第nKB個基本資
源塊的第m個子載波和第I個符號所對應(yīng)的時頻單元上的接收數(shù)據(jù)，Krb^為第nKB個基本
資源塊的第P個接收天線的第k路期望接收數(shù)據(jù)流的權(quán)值；k = 1，... Nd ; m=l，...AT ；
權(quán)利要求
1.一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MMO接收方法，其特征在于，該方法包括 將接收天線接收的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)變、去除循環(huán)前綴CP操作、快速傅里葉變換，得到接收數(shù)據(jù)； 提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣，根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)； 將每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)進行信道估計操作、頻域均衡操作、解調(diào)解碼操作，得到每個期望用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣包括 根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和該導(dǎo)頻信號的共軛計算空間相關(guān)矩陣，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣； 根據(jù)空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出權(quán)值矩陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號前還包括 根據(jù)相干帶寬和相干時間將接收數(shù)據(jù)劃分為基本資源塊集； 所述提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號包括 提取基本資源塊集中每個基本資源塊的導(dǎo)頻信號； 所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和該導(dǎo)頻信號的共軛計算空間相關(guān)矩陣包括 對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和導(dǎo)頻信號的共軛計算所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣； 所述根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣包括 對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣； 所述根據(jù)空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出權(quán)值矩陣包括 對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算所述基本資源塊的權(quán)值矩陣； 所述根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)包括 對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的權(quán)值矩陣和該基本資源塊上的接收數(shù)據(jù)計算出每路期望接收數(shù)據(jù)流在該基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)， 對于每路期望接收數(shù)據(jù)流，按照基本資源塊在時頻域的位置，排列計算得到的基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，得到所述期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和導(dǎo)頻信號的共軛計算所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣包括 按如下公式計算基本資源塊的空間相關(guān)矩陣中元素，
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣具體包括按如下公式計算基本資源塊的導(dǎo)向矩陣中元素， gr=(￥n>(drf) ^Npiht 其中，g:M'n為第1 個基本資源塊的第n個期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向列向量的第q個元素，表示第q個接收天線的第1 個基本資源塊的導(dǎo)頻信號和第n個期望接收數(shù)據(jù)流對應(yīng)的期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號的互相關(guān)性，P=為第q個接收天線的第nKB個基本資源塊的導(dǎo)頻行向量，d M力第n個期望接收數(shù)據(jù)流對應(yīng)的期望用戶發(fā)射的第Iisfi個基本資源塊的導(dǎo)頻行向量，
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于， 所述根據(jù)所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出所述基本資源塊的權(quán)值矩陣包括按如下公式計算在基本資源塊的權(quán)值矩陣， 其中，的維數(shù)為 MrXNd, Wbjs元素
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于， 所述對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的權(quán)值矩陣和該基本資源塊上的接收數(shù)據(jù)計算出每路期望接收數(shù)據(jù)流在該基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)包括 按如下公式計算基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)的元素，
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于， 按所述公式計算基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的上三角中元素。
9.一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MIMO接收裝置，其特征在于，該裝置包括 預(yù)處理模塊，用于將接收天線接收的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)變、去除循環(huán)前綴CP操作、快速傅里葉變換，得到接收數(shù)據(jù)；將得到的接收數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)合并模塊； 數(shù)據(jù)合并模塊，用于接收預(yù)處理模塊發(fā)送的接收數(shù)據(jù)，提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣，根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)；將得到的每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)發(fā)送給后處理模塊； 后處理模塊，用于接收數(shù)據(jù)合并模塊發(fā)送的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，將每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)進行信道估計操作、頻域均衡操作、解調(diào)解碼操作，得到每個期望用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于， 所述數(shù)據(jù)合并模塊， 用于根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和該導(dǎo)頻信號的共軛計算空間相關(guān)矩陣， 用于根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣； 用于根據(jù)空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算出權(quán)值矩陣。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的裝置，其特征在于， 所述裝置還包括 劃分模塊，用于根據(jù)相干帶寬和相干時間將接收數(shù)據(jù)劃分為基本資源塊集； 所述數(shù)據(jù)合并模塊具體包括 導(dǎo)頻提取子模塊，用于提取基本資源塊集中每個基本資源塊的導(dǎo)頻信號； 空間相關(guān)矩陣計算子模塊，用于對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和導(dǎo)頻信號的共軛計算所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣； 導(dǎo)向矩陣計算子模塊，用于對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的導(dǎo)頻信號和期望用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣；權(quán)值矩陣計算子模塊，用于對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的空間相關(guān)矩陣的逆矩陣和所述基本資源塊的期望接收數(shù)據(jù)流的導(dǎo)向矩陣計算所述基本資源塊的權(quán)值矩陣； 接收數(shù)據(jù)計算子模塊，具體用于對于每個基本資源塊，根據(jù)所述基本資源塊的權(quán)值矩陣和該基本資源塊上的接收數(shù)據(jù)計算出每路期望接收數(shù)據(jù)流在該基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)； 對于每路期望接收數(shù)據(jù)流，按照基本資源塊在時頻域的位置，排列計算得到的基本資源塊上的天線合并后的接收數(shù)據(jù)，得到所述期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種正交頻分復(fù)用系統(tǒng)中多用戶MIMO接收方法和裝置，該方法包括，將接收天線接收的數(shù)據(jù)依次經(jīng)過模/數(shù)轉(zhuǎn)變、去除循環(huán)前綴CP操作、快速傅里葉變換，得到接收數(shù)據(jù)；提取接收數(shù)據(jù)的導(dǎo)頻信號，根據(jù)提取的導(dǎo)頻信號和用戶發(fā)射的導(dǎo)頻信號計算權(quán)值矩陣，根據(jù)權(quán)值矩陣和接收數(shù)據(jù)計算每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)；將每路期望接收數(shù)據(jù)流的天線合并后的接收數(shù)據(jù)進行信道估計操作、頻域均衡操作、解調(diào)解碼操作，得到每個期望用戶的發(fā)送數(shù)據(jù)。本發(fā)明提供的技術(shù)方案解決了現(xiàn)有技術(shù)中，由于同頻干擾的存在導(dǎo)致信道估計不準(zhǔn)確或者無法估計，而引起的IRC合并接收的性能惡化問題。
文檔編號H04L27/26GK102685060SQ20121013564
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月3日
發(fā)明者劉文雯, 陳永倩 申請人:新郵通信設(shè)備有限公司