[發(fā)明專利]多用戶MIMO中繼系統(tǒng)的信息傳輸方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510340877.X
• 申請日: 2015-06-18
• 公開（公告）號: CN105007141B
• 公開（公告）日: 2018-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 王勇;唐李楊;劉樵;王喜媛;朱輝;李暉;呂沙
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H04L1/06
• 分類號: H04L1/06;H04B7/06;H04B7/15
• 代理公司: 北京科億知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

本發(fā)明涉及一種多用戶MIMO中繼系統(tǒng)的信息傳輸方法，包括：第一用戶根據(jù)CSI設置預編碼矩陣，預編碼矩陣中設置有旋轉因子矩陣K，旋轉因子矩陣用于對信道矩陣做奇異值分解時在特征方向的對齊空間中選擇對齊方向；第一用戶根據(jù)預編碼矩陣對預發(fā)送信息進行處理形成發(fā)送矩陣，并將發(fā)送矩陣發(fā)送給中繼；第一用戶接收由中繼發(fā)送的廣播信號；第一用戶根據(jù)預編碼矩陣對廣播信號進行處理以獲取多個第二用戶發(fā)送的信息。本發(fā)明通過采用SVD分解，設計特征方向對齊預編碼和旋轉因子矩陣，同時采用簡單的ZF譯碼算法解碼，使得在傳輸信道相關性較強時，有效改善譯碼性能；同時具有物理層安全傳輸特性。

技術領域

本發(fā)明涉及無線通信技術領域，特別涉及一種多用戶MIMO中繼系統(tǒng)的信息傳輸方法。

背景技術

多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple Output，簡稱MIMO)和中繼技術作為第三代移動通信技術(3G)及第四代移動通信技術(4G)的重要技術手段得到了廣泛的重視，能夠有效擴大網(wǎng)絡覆蓋范圍，提高網(wǎng)絡服務質(zhì)量。通過用戶和中繼安裝多天線，發(fā)揮MIMO分集，空間復用等優(yōu)點提高系統(tǒng)傳輸性能是改善通信系統(tǒng)的重要手段。

許多信號處理的方法被用于多用戶MIMO中繼系統(tǒng)中以消除共信道干擾帶來的影響從而獲得更好的傳輸效率。采用迫零(Zero-Forcing，檢測ZF)譯碼算法時，當傳輸信道的獨立性較差，會遇到計算結果對初始數(shù)據(jù)的微小擾動很敏感的問題，這類問題在矩陣論上被歸結為病態(tài)矩陣。信道矩陣的病態(tài)程度是依據(jù)矩陣的條件數(shù)進行判定，條件數(shù)越大，矩陣越病態(tài)。

現(xiàn)有技術中，專利號為ZL201010199529.2，專利名稱為《MIMO中繼廣播系統(tǒng)的信息處理方法》中，利用訓練序列采用線性處理設計了MIMO中繼系統(tǒng)中的線性傳輸方案。該技術在系統(tǒng)自由度和譯碼復雜度等性能上均獲得了一定得改善，系統(tǒng)傳輸質(zhì)量得以提升。另外，技術文獻Cadambe V R,Jafar S A.“Interference alignment and degrees of freedomof the K-user interference channel,”Information Theory,IEEE Transactions on,54(8):3425-3441,2008.(“K用戶干擾信道的干擾對齊和系統(tǒng)自由度”IEEE信息論期刊，第54卷，第8期，頁碼：3245-3441,2008)中，在信號處理時采用干擾對齊的方法使得系統(tǒng)自由度提高，但是對于每個用戶卻只能裝備一根天線。再者，Lee,N.,J.-B.Lim,and H.Chun,“Degrees of freedom of the MIMO Y channel:Signal space alignment for networkcoding,”IEEE Trans.Inform.Theory,Vol.56,No.7,3332-3342,Jul.2010.(“MIMO Y信道的系統(tǒng)自由度：采用信號空間對齊的網(wǎng)絡編碼”IEEE信息論期刊，第56卷，第7期，頁碼：3332-3342,2010)，該文改進了干擾對齊而提出了信號空間對齊，進一步提高了系統(tǒng)自由度并適用于多天線網(wǎng)絡，但信號空間對齊對于用戶及天線數(shù)目有著極高的限制要求，實用性不高，同時未能涉及物理層安全性。再者，技術文獻Tao Yang,Xiaojun Yuan,Li Ping,IainB.Collings and Jinhong Yuan,“A new eigen-direction alignment algorithm forphysical-layer network coding in MIMO two-way relay channels”,Proceedings ofthe 2011 IEEE International Symposium on Information Theory-ISIT,p 2253-7,2011(“MIMO雙向中繼信道下一種新的基于特征方向對齊的網(wǎng)絡編碼方案”IEEE國際信息論會議，2011)中提出了利用特征方向對齊的信號處理方法，改進了信號空間對天線數(shù)目的限制要求，但是該文只適用于雙向中繼系統(tǒng)，并不能適用于多用戶多向中繼信道傳輸。