[發(fā)明專利]MIMO?OFDM系統(tǒng)下行信息數(shù)據(jù)的處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410193497.3
• 申請日: 2014-05-08
• 公開（公告）號: CN103929396B
• 公開（公告）日: 2017-04-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳睿;蔡雪蓮;李長樂;董全;張陽;李建東
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心61205
• 代理人: 王品華,朱紅星

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于通信技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種數(shù)據(jù)處理方法，可用于MIMO-OFDM系統(tǒng)下行鏈路中發(fā)射端信息和接收端信息數(shù)據(jù)的處理。

背景技術(shù)

多輸入多輸出-正交頻分復(fù)用MIMO-OFDM技術(shù)已經(jīng)被第四代4G移動通信標(biāo)準(zhǔn)所采用，其具有頻譜利用率高、信號傳輸穩(wěn)定、傳輸速率快等優(yōu)良性能，并且被認(rèn)為是未來移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一，采用該技術(shù)的通信系統(tǒng)被統(tǒng)稱為MIMO-OFDM系統(tǒng)。MIMO-OFDM系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一就是下行信息數(shù)據(jù)的處理技術(shù)，通過在發(fā)射端對發(fā)送的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理并在接收端對接收到的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，實(shí)現(xiàn)MIMO-OFDM系統(tǒng)下行數(shù)據(jù)流的分集與復(fù)用，提高系統(tǒng)的傳輸速率和可靠性。

矢量擾動VP是一種性能最優(yōu)越的MIMO系統(tǒng)下行信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)之一，2005年首次由B.M.Hochwald,C.B.Peel和A.L.Swindlehurst提出，并證明其性能接近香農(nóng)限。該技術(shù)獲得2006年IEEE通信學(xué)會Stephen O.Rice獎項，隨后很多研究人員都開始了對這種新型下行信息數(shù)據(jù)處理技術(shù)的研究。到目前為止，已經(jīng)有很多種改進(jìn)的矢量擾動方法被提出，并應(yīng)用在MIMO系統(tǒng)的下行信道上，但是還沒有研究者發(fā)表過應(yīng)用于MIMO-OFDM系統(tǒng)下行信道上的矢量擾動處理方法。這是因?yàn)镸IMO-OFDM系統(tǒng)可以等價地分解為N個正交平坦衰落的MIMO系統(tǒng)，其中N為OFDM子載波個數(shù)，這樣一來MIMO-OFDM系統(tǒng)的下行信息數(shù)據(jù)處理通常被認(rèn)為僅僅是MIMO系統(tǒng)下行信息數(shù)據(jù)處理在每個子載波上相同的重復(fù)。在無載波間干擾的條件下，對于傳統(tǒng)下行信息數(shù)據(jù)處理方法，例如：迫零ZF、最小均方誤差MMSE、Tomlinson-Harashima，上述結(jié)論是成立的，然而對于矢量擾動預(yù)處理，這個結(jié)論不再成立。因而，簡單地將矢量擾動處理方法擴(kuò)展到MIMO-OFDM系統(tǒng)的每個子載波上不能使系統(tǒng)的誤碼率獲得最優(yōu)的性能。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于改進(jìn)上述已有技術(shù)的不足，提供一種MIMO-OFDM系統(tǒng)下行信息數(shù)據(jù)的處理方法，以提高系統(tǒng)的誤碼率性能。

實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)思路是：構(gòu)造MIMO-OFDM系統(tǒng)的空域和頻域聯(lián)合信道矩陣，用其偽逆矩陣對發(fā)送信號進(jìn)行多流干擾抑制，并且對發(fā)送信號進(jìn)行擾動，以最大化系統(tǒng)的發(fā)射功率效率，其具體技術(shù)步驟如下：

(1)對子載波進(jìn)行分組：發(fā)送端將N個子載波分為M組，每個組中包含Q個頻率互不相同的子載波，用集合I＝{1,2,…,N}表示第1至第N個子載波集合，用集合I_m＝{n_m,1,n_m,2,…,n_m,Q}表示第m組中第n_m,1至第n_m,Q個子載波的集合，用集合I_m′＝{n_m′,1,n_m′,2,…,n_m′,Q}表示第m′組中第n_m′,1至第n_m′,Q個子載波的集合，則分組的結(jié)果用公式表示為N＝MQ，I₁∪I₂∪…∪I_M＝I，

式中，表示空集，M的取值范圍為1到N；

(2)構(gòu)造每組子載波對應(yīng)的發(fā)送和接收信號矢量及信道矩陣：

(2a)將第m組子載波上的發(fā)送信號矢量

X_m＝[X(n_m,1)^T,X(n_m,2)^T,…,X(n_m,i),…,X(n_m,Q)^T]^T，

其中，X(n_m,i)＝[x₁(n_m,i),x₂(n_m,i),…,x_B(n_m,i)]^T表示第m組的第i個子載波所對應(yīng)的B個發(fā)射天線上的信號矢量，i＝1,…,Q，上標(biāo)“T”表示矩陣轉(zhuǎn)置；

(2b)將第m組子載波上的接收信號矢量表示為：

Y_m＝[Y(n_m,1)^T,Y(n_m,2)^T,…,Y(n_m,i),…,Y(n_m,Q)^T]^T，