[發明專利]用于上行多用戶MIMO系統中基于用戶選擇的仿射投影解碼法

無效

• 申請號: 201310017184.8
• 申請日: 2013-01-17
• 公開（公告）號: CN103107838A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 王海泉;侯林林;馬路平;陳瑞明;陳勰
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: H04B7/08
• 分類號: H04B7/08;H04L1/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 周希良;徐關壽

技術領域

本發明屬于通信技術領域，具體涉及一種應用于上行多用戶多輸入多輸出（MIMO）系統中基于用戶選擇的仿射投影解碼方法。

背景技術

為了滿足高速傳輸各種應用的需求，需要高速率的無線通信系統來實現，比如多輸入多輸出（MIMO）系統。事實上，如LTE，高級LTE這種IEEE新標準，都使用了MIMO系統。對于一個系統而言，需要考慮兩個重要因素：一個是解碼復雜度，另一個是空間增益。對一個系統來說，解碼復雜度當然是越低越好。因此，像ZF或MMSE這種線性解碼方法得到了業界的重視。這是一種經典的解碼方法。因而，目前在這方面已經有了很多研究成果，人們對它們在新環境應用中的一些性能很感興趣。在最近的文獻中，有一部分是關于ZF和MMSE性能分析的。另一方面，空間增益也是衡量一個系統好壞的重要指標。眾所周知，最大后驗概率（MAP）解碼器或最大似然（ML）解碼器的空間增益都很大，但是，它們的解碼復雜度卻很高。

Ping?Li等人在IEEE?Trans.Inform.Theory,vol.52,no.1,pp.271-286,2006發表的文章“On?the?distribution?of?SINR?for?the?MMSE?MIMO?decoder?andperformance?analysis”中，作者考慮了MIMO系統中，在信道不相關和瑞利快速衰減信道情況下，MMSE解碼的性能表現。他們是將信干噪比（SINR）分成兩個獨立的變量：SINR＝SINR^ZF+T。其中，SINR^ZF是ZF解碼的SINR，它是服從Gamma分布的。而后也給出了變量T的近似分布和它各階矩的漸近性。最近在TEEETransactions?on?Information?Theory,vol.57,no.4,pp.2008-2026,2011發表的的文章“Performance?analysis?of?MMSE?and?MMSE?equalizers?for?MIMO?systems:anin-depth?study?of?the?high?SNR?regime”中Yi?Jiang等人進行了更深入的分析。他們得到了在SNR趨于無窮時，不相關信道中隨機變量T的準確表達式。

與上述不同的是，Haiquan?Wang等人在ICCC?Beijing,2012發表的文章“Performance?Analysis?of?ZF?and?MMSE?Decoders?in?Uplink?of?MU-MIMO?System”中考慮了在SNR或SINR有限時，ML、ZF、MMSE的性能表現。作者的結論是基于這樣一個系統模型：上行MU-MIMO系統中，有K個用戶，而每個用戶僅有一個天線，在基站有M根接收天線。經過分析，得到ML解碼的空間增益是M，而ZF、MMSE的只有M-K+1這樣一個結論。因此，ML解碼比線性解碼得到的空間增益大。但是，這是以解碼復雜度高為代價的。

發明內容

為了在空間增益和解碼復雜度之間找到一個折中，本發明提出了一種應用于上行多用戶多輸入多輸出（MIMO）系統中基于用戶選擇的仿射投影解碼方法。本發明的目的是找到一個用戶選擇方法來實現空間增益和解碼復雜度之間的折中，使空間增益比MMSE或ZF的大，解碼復雜度比ML的小。

假定MIMO系統模型是：小區有K個用戶，而每個用戶僅有一根發射天線，基站有M根接收天線，其中M≥K。設發送端發送的信號序列為X={x₁,x₂,…,x_K}，其中，x_i為第i個用戶送給基站的信息，而每個符號都是取自某一特定星座。將k個用戶做仿射投影后聯合解碼。

為了實現空間增益和解碼復雜度之間的折中，本發明提出了用于上行多用戶多輸入多輸出系統中基于用戶選擇的仿射投影解碼法。基本思路是：在K個用戶中先確定一種組合，每組中有k個用戶，共有K/k組，然后再利用仿射投影法解出每組中用戶的信息，即對同時進行解碼的k個用戶進行選擇，具體的步驟如下：

第一步：固定一個整數k，1≤k≤K。

第二步：把信道矩陣分為兩部分H=[H₁H₂]，其中H₁是H的任意k列，H₂為剩下的K-k列。那么將會有種不同的選擇方法。