專利名稱：預(yù)編碼矩陣的提供方法、解碼矩陣的提供方法和基站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信技術(shù)，尤其涉及預(yù)編碼矩陣的提供方法、解碼矩陣的提供方法和基站。
背景技術(shù)：
在通信系統(tǒng)中，預(yù)編碼技術(shù)可以有效改善系統(tǒng)的接收性能，具體的方法為，發(fā)射機(jī)使用預(yù)編碼矩陣對(duì)發(fā)送的信息進(jìn)行處理，得到發(fā)送信號(hào)。預(yù)編碼矩陣可以通過矩陣分解的方法對(duì)信道矩陣進(jìn)行分解后得到。常用的矩陣分解方法是奇異值分解(SVD，Singular Value Decomposition)方法和正交三角分解OlRD，QR Decomposition)方法。通過SVD方法，可以將任一矩陣分解為一個(gè)酉矩陣、一個(gè)對(duì)角矩陣與另一個(gè)酉矩陣的乘積，即H = U Σ VH，其中，H為被分解矩陣(即上述的信道矩陣)，U、V為酉矩陣，Σ 為對(duì)角陣。通過QRD方法，可以將任一矩陣分解為一個(gè)酉矩陣與一個(gè)三角矩陣的乘積，即Η =QR，其中，H為被分解矩陣(即上述的信道矩陣)，Q為酉矩陣，R為三角陣。對(duì)于單用戶多輸入多輸出(SU-MIM0，SingleUser Multiple Input Multiple Output)系統(tǒng)，其信號(hào)模型可以表示為Y = HX+N其中，Y為接收機(jī)接收到的信號(hào)，H為MIMO信道矩陣(本發(fā)明簡(jiǎn)稱為信道矩陣)， X為發(fā)射機(jī)發(fā)送的信號(hào)(即上述的發(fā)送信號(hào))，N為白噪聲。通過SVD方法得到V后，發(fā)射機(jī)可以用V與發(fā)送的信息s相乘，即，發(fā)射機(jī)對(duì)發(fā)送的信息s進(jìn)行預(yù)編碼處理，得到發(fā)送的信號(hào)V，具體為-X = V*s。接收機(jī)接收到信號(hào)Y后， 對(duì)Y進(jìn)行檢測(cè)，得到檢測(cè)信號(hào)，即，用Uh (U的共軛裝置)與Y相乘，將信道矩陣H分解得到具有相互完全無干擾的平行子信道Σ，具體為
權(quán)利要求
1.一種預(yù)編碼矩陣的提供方法，適用于多用戶多輸入多輸出MU-MIMO系統(tǒng)中的用戶設(shè)備向基站發(fā)送信息之前、基站向用戶設(shè)備提供預(yù)編碼矩陣的場(chǎng)景，其特征在于，所述方法包括基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的上行信道矩陣； 所述基站將獲取的上行信道矩陣組合為信道矩陣；所述基站使用塊對(duì)角奇異值分解方法，對(duì)信道矩陣進(jìn)行分解，得到酉矩陣，所述酉矩陣的對(duì)角線上包括與用戶設(shè)備數(shù)量相同的塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上的塊對(duì)角矩陣與用戶設(shè)備 --對(duì)應(yīng)；所述基站將每個(gè)塊對(duì)角矩陣或者每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的一列元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的上行信道矩陣包括基站利用用戶設(shè)備全頻帶發(fā)送導(dǎo)頻信號(hào)的信道測(cè)量方法，獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的上行信道矩陣。
3.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述塊對(duì)角奇異值分解方法包括對(duì)于維度為MXN的信道矩陣H，將集合{1，...，N}劃分為K個(gè)互不相交的子集yk，得
4.如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到Uuk、Vuk和∑ S1 :令k = 1，H = H，P為單位陣，保存原始信道矩陣Ht = H ；S2 將H劃分為兩部分，得到
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的一列元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備包括將每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的對(duì)角線上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
6.一種基站，用于在多用戶多輸入多輸出MU-MIMO系統(tǒng)中接收用戶設(shè)備發(fā)送的信息， 在接收用戶設(shè)備發(fā)送的信息之前，向用戶設(shè)備提供預(yù)編碼矩陣，其特征在于，所述基站包括獲取單元，用于獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的上行信道矩陣；矩陣組合單元，用于將所述獲取單元獲取的上行信道矩陣組合為信道矩陣；矩陣分解單元，用于使用塊對(duì)角奇異值分解方法，對(duì)所述矩陣組合單元組成的信道矩陣進(jìn)行分解，得到酉矩陣，所述酉矩陣的對(duì)角線上包括與用戶設(shè)備數(shù)量相同的塊對(duì)角矩陣；預(yù)編碼矩陣提供單元，用于將所述矩陣分解單元得到的酉矩陣中的每個(gè)塊對(duì)角矩陣或者每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的一列元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
7.如權(quán)利要求6所述的基站，其特征在于，所述預(yù)編碼矩陣提供單元具體用于將每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的對(duì)角線上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
8.一種解碼矩陣的提供方法，適用于MU-MIMO系統(tǒng)中的基站向用戶設(shè)備發(fā)送信息之后、基站向用戶設(shè)備提供解碼矩陣的場(chǎng)景，其特征在于，所述方法包括基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣；所述基站將獲取的下行信道矩陣組合為信道矩陣；所述基站將所述信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理；所述基站使用塊對(duì)角奇異值分解方法，對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行分解；所述基站對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理，得到酉矩陣，所述酉矩陣的對(duì)角線上包括與用戶設(shè)備數(shù)量相同的塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上的塊對(duì)角矩陣與用戶設(shè)備--對(duì)應(yīng)；所述基站將每個(gè)塊對(duì)角矩陣提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣包括所述基站通過用戶設(shè)備的測(cè)量反饋，獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣；或者，如果MU-MIMO系統(tǒng)基于時(shí)分雙工TDD系統(tǒng)，則所述基站通過TDD系統(tǒng)中的上、下行互異性，獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣。
10.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述塊對(duì)角奇異值分解方法包括對(duì)于維度為MXN的信道矩陣H，將集合{1，...，N}劃分為K個(gè)互不相交的子集yk，得 到
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到f^+、7^和乙 S1 :令k = 1，H = H，P為單位陣，保存原始信道矩陣Ht = H ；S2:將H劃分為兩部分，得到H =表示H中與^對(duì)應(yīng)的列向量，&表示H中除去與μ k對(duì)應(yīng)列的其他列向量；S3將PH^vS行奇異值分解SVD，得到
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理后，還得到所述基站對(duì)發(fā)送的信息進(jìn)行預(yù)編碼時(shí)所使用的預(yù)編碼矩陣的逆矩陣；所述基站對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理后，對(duì)預(yù)編碼矩陣的逆矩陣進(jìn)行處理，得到預(yù)編碼矩陣；所述基站使用預(yù)編碼矩陣對(duì)發(fā)送的信息進(jìn)行預(yù)編碼處理，并向用戶設(shè)備發(fā)送預(yù)編碼處理后得到的信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，所述共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道表示為Hh= U* Σ *VH，其中，V為酉矩陣；所述基站對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理后，得到H = V* Σ H*UH，其中，Σ H*UH為預(yù)編碼矩陣的逆矩陣。
14.一種基站，用于在多用戶多輸入多輸出MU-MIMO系統(tǒng)中向用戶設(shè)備發(fā)送信息，在向用戶設(shè)備發(fā)送信息之后，向用戶設(shè)備發(fā)送解碼矩陣，其特征在于，所述基站包括獲取單元，用于獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣；矩陣組合單元，用于將獲取的下行信道矩陣組合為信道矩陣；第一共軛轉(zhuǎn)置處理單元，用于將所述信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理；矩陣分解單元，用于使用塊對(duì)角奇異值分解方法，對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行分解；第二共軛轉(zhuǎn)置處理單元，用于對(duì)共軛轉(zhuǎn)置處理后的信道矩陣進(jìn)行共軛轉(zhuǎn)置處理，得到酉矩陣，所述酉矩陣的對(duì)角線上包括與用戶設(shè)備數(shù)量相同的塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上的塊對(duì)角矩陣與用戶設(shè)備一一對(duì)應(yīng)；預(yù)編碼矩陣提供單元，用于將每個(gè)塊對(duì)角矩陣提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。
15.如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所示獲取單元通過以下方式獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣通過用戶設(shè)備的測(cè)量反饋，獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣；或者，如果MU-MIMO系統(tǒng)基于時(shí)分雙工TDD系統(tǒng)，通過TDD系統(tǒng)中的上、下行互異性，獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的下行信道矩陣。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了預(yù)編碼矩陣的提供方法、解碼矩陣的提供方法和基站。一種預(yù)編碼矩陣的提供方法包括基站獲取每個(gè)用戶設(shè)備對(duì)應(yīng)的上行信道矩陣；所述基站將獲取的上行信道矩陣組合為信道矩陣；所述基站使用塊對(duì)角奇異值分解方法，對(duì)信道矩陣進(jìn)行分解，得到酉矩陣，所述酉矩陣的對(duì)角線上包括與用戶設(shè)備數(shù)量相同的塊對(duì)角矩陣，對(duì)角線上的塊對(duì)角矩陣與用戶設(shè)備一一對(duì)應(yīng)；所述基站將每個(gè)塊對(duì)角矩陣或者每個(gè)塊對(duì)角矩陣中的一列元素提供給對(duì)應(yīng)的用戶設(shè)備。應(yīng)用本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案，使用塊對(duì)角奇異值分解方法對(duì)信道矩陣進(jìn)行分解，每個(gè)用戶設(shè)備可以分別采用所得到的對(duì)角矩陣信息進(jìn)行預(yù)編碼或解碼處理，使得MU-MIMO系統(tǒng)的性能得到改善。
文檔編號(hào)H04W88/08GK102315912SQ20101021756
公開日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2010年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月1日
發(fā)明者劉鋒, 張佳胤, 陳大庚 申請(qǐng)人:華為技術(shù)有限公司