一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟：（1）設(shè)定預(yù)編碼矩陣、均衡矩陣，定義目標(biāo)函數(shù)——最小均方誤差；（2）利用迭代算法計(jì)算預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣；（3）利用預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣處理信號(hào)，并選取本節(jié)點(diǎn)需要的信號(hào)。本方法充分利用了各種信道信息，改善了系統(tǒng)性能，同時(shí)通過(guò)迭代算法實(shí)現(xiàn)最優(yōu)解，解決了共享中繼MIMO系統(tǒng)中的復(fù)雜聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)問(wèn)題。
【專利說(shuō)明】一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及中繼MIMO系統(tǒng)中基于最小均方誤差的預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著移動(dòng)通信系統(tǒng)以及Internet的迅猛發(fā)展，未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)的設(shè)計(jì)目標(biāo)不僅要求通信速率的提高，還要求實(shí)現(xiàn)更大的系統(tǒng)容量和更好的通信質(zhì)量，而且要能在全球范圍內(nèi)更好地實(shí)現(xiàn)無(wú)縫漫游及為用戶提供包括語(yǔ)音、數(shù)據(jù)和圖像等的多媒體業(yè)務(wù)。如何實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)已成為世界通信和信息科學(xué)學(xué)術(shù)界研究的熱點(diǎn)。為了在有限的頻譜資源上提高傳輸速率，MIMO技術(shù)已成為ー種重要的物理層傳輸技術(shù)。發(fā)射端在獲得信道狀態(tài)信息的情況下，MMO系統(tǒng)利用信道狀態(tài)信息對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，能夠提高系統(tǒng)的性能。預(yù)編碼技術(shù)即為在發(fā)送端進(jìn)行預(yù)處理的技木，MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)主要是為了抵抗信道衰落造成的干擾，提高頻帶利用率，減少多用戶的干擾以及適應(yīng)信道傳輸?shù)取?br> [0003]未來(lái)移動(dòng)通信系統(tǒng)除了要求更高的傳輸速率外，還要求大范圍網(wǎng)絡(luò)覆蓋等，近年來(lái)無(wú)線通信研究中出現(xiàn)了中繼協(xié)作通信技術(shù)，將中繼系統(tǒng)和MMO系統(tǒng)相結(jié)合，可以充分發(fā)揮兩者的優(yōu)勢(shì)，因此成為了ー個(gè)重要的研究方向。中繼系統(tǒng)分為再生中繼和非再生中繼，非再生中繼實(shí)現(xiàn)起來(lái)較簡(jiǎn)單，得到更廣泛的研究。
[0004]對(duì)于MMO中繼系統(tǒng)中的預(yù)編碼設(shè)計(jì)問(wèn)題，在已有的研究中，主要是基于三節(jié)點(diǎn)的中繼模型，即ー個(gè)源節(jié)點(diǎn)、ー個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)和ー個(gè)目的節(jié)點(diǎn)的情況，進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，有的僅在中繼節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，有的將中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)聯(lián)合考慮進(jìn)行預(yù)編碼的設(shè)計(jì)。對(duì)于多個(gè)源目的節(jié)點(diǎn)共享中繼的情況下，預(yù)編碼如何設(shè)計(jì)的問(wèn)題還有待深入研究。本發(fā)明針對(duì)兩個(gè)源節(jié)點(diǎn)與兩個(gè)目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，共享ー個(gè)中繼節(jié)點(diǎn)的典型情況進(jìn)行研究，聯(lián)合中繼節(jié)點(diǎn)和目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，并在目的節(jié)點(diǎn)進(jìn)行聯(lián)合均衡，即各目的節(jié)點(diǎn)使用相同的均衡矩陣進(jìn)行信號(hào)恢復(fù)，均衡后各目的節(jié)點(diǎn)只須按自己的節(jié)點(diǎn)號(hào)選取相應(yīng)的數(shù)據(jù)即為需接收的恢復(fù)信號(hào)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本發(fā)明的目的是針對(duì)以上問(wèn)題，提出了一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法。
[0006]技術(shù)方案:一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟:
[0007]根據(jù)信號(hào)傳輸過(guò)程，定義目標(biāo)函數(shù):最小均方誤差和相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣、均衡矩陣；
[0008]利用迭代算法計(jì)算預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣；
[0009]中繼節(jié)點(diǎn)采用所述預(yù)編碼矩陣進(jìn)行預(yù)處理，各目的節(jié)點(diǎn)利用相同的所述均衡矩陣恢復(fù)原始發(fā)送信號(hào)，并提取本節(jié)點(diǎn)需要接收的信號(hào)。
[0010]其中，所述利用迭代算法計(jì)算預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣的步驟是:[0011]A、初始化預(yù)編碼矩陣；根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)的天線數(shù)目把預(yù)編碼矩陣初始化為一個(gè)相應(yīng)維數(shù)的単位矩陣；
[0012]B、根據(jù)拉格朗日乘子法求導(dǎo)得到的均衡矩陣解析式計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的均衡矩陣；均衡矩陣
【權(quán)利要求】
1.一種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括如下步驟: 根據(jù)信號(hào)傳輸過(guò)程，定義預(yù)編碼矩陣、均衡矩陣和目標(biāo)函數(shù):最小均方誤差； 利用迭代算法計(jì)算預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣； 中繼節(jié)點(diǎn)采用所述預(yù)編碼矩陣進(jìn)行預(yù)處理，各目的節(jié)點(diǎn)利用相同的所述均衡矩陣恢復(fù)原始發(fā)送信號(hào)，并提取本節(jié)點(diǎn)需要接收的信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述利用迭代算法計(jì)算預(yù)編碼矩陣和均衡矩陣的步驟是: A、初始化預(yù)編碼矩陣；根據(jù)中繼節(jié)點(diǎn)的天線數(shù)目把預(yù)編碼矩陣初始化為ー個(gè)相應(yīng)維數(shù)的單位矩陣； B、根據(jù)拉格朗日乘子法求導(dǎo)得到的均衡矩陣解析式計(jì)算目的節(jié)點(diǎn)的均衡矩陣；均衡矩陣

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的ー種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟B和D，計(jì)算中用到的信道信息矩陣是理想的信道信息矩陣，或者是利用信道估計(jì)方法得到的信道信息矩陣。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的ー種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟B中各目的節(jié)點(diǎn)的噪聲功率相同。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的ー種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟D中各源節(jié)點(diǎn)發(fā)送功率相同。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種聯(lián)合均衡聯(lián)合預(yù)編碼設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述方法適用于分時(shí)隙工作系統(tǒng)，第一個(gè)時(shí)隙完成源節(jié)點(diǎn)到中繼節(jié)點(diǎn)的傳輸，第二個(gè)時(shí)隙完成中繼節(jié)點(diǎn)到目的節(jié)點(diǎn)的傳輸。
【文檔編號(hào)】H04L1/00GK103457698SQ201310284959
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】居美艷, 李岳衡, 譚國(guó)平, 李旭杰 申請(qǐng)人:河海大學(xué)