本发明专利技术公开了大规模MIMO系统中一种高效的传输方式，适用于K个用户和一个基站的上行传输系统，且每个用户配置两根天线基站配置N根天线。基站得到满足一定条件的预编码矩阵，并将预编码矩阵的元素的量化值反馈给用户；用户根据用户数以及基站配置的天线数计算每次传输的Alamouti码字的数量，用户对其调制信号进行Alamouti编码以及预编码，然后将预编码后的码字相加并且发送出去；基站利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分离出每个Alamouti码字，进而译码每个码字的元素。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术设及通信领域，尤其是大规模MIMO中高效的上行传输方式。
技术介绍
大规模MIMO技术能在不增加频谱资源的情况下提高系统的频谱效率、降低发射 功率、减少小区内干扰W及小区间干扰，从而受到广泛的关注，成为未来5G移动通信突破 性技术之一。，2015)将空间调制应用于上行大规模MIMO系统，除了用天线传输信号外，还用 不同的天线组合来传输若干个比特，提高了传输效率。 在单小区的上行大规模MIMO系统中，由于基站配置了上百根天线，就能译码上百 个调制符号，若同一时隙所有用户发送的调制符号数即Knt远小于基站配置的天线数，则传 输效率有待于提局。
技术实现思路
本专利技术公开了大规模MIMO系统中一种高效的传输方式，适用于K个用户和一个基 站的上行传输系统，且每个用户配置两根天线基站配置N根天线。 实现本专利技术的技术思路是：基站得到满足一定条件的预编码矩阵，并将预编码矩 阵的元素的量化值反馈给用户；用户根据用户数W及基站配置的天线数计算每次传输的 Alamouti码字的数量，用户对其调制信号进行Alamouti编码W及预编码，然后将预编码后 的码字相加并且发送出去；基站利用Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分离 出每个Alamouti码字，进而译码每个码字的元素。 本专利技术的具体步骤如下： A，基站得到满足一定条件的预编码矩阵，并将预编码矩阵的元素的量化值反馈给 用户； B，用户k对其调制信号进行空时编码W及预编码，然后将预编码后的码字相加并 且发送出去，k= 1，2,…，K，K是总用户数； C，基站译码每个用户期望发送给基站的信号。 进一步，所述步骤A具体包括：Al,基站根据用户数W及基站配置的天线数计算每个用户每次传输的Alamouti 码字的数量I，/ = ，N是基站配置的天线数，K是总用户数，Ld表示取整运算；A2,基站随机选取归一化的阶数为2X2的预编码矩阵Vki,k= 1，2,…，K，i= 1，2,…，I，j：4Wi。，N是基站配置的天线数，K是总用户数，U表示取整运算，Vki满秩且 满足&￥。，11八12，...，&￥"，&￥21，&￥22，-..&￥21，...，&￥1<1各不相同，?處用户1^至1摇站的信道 矩阵，阶数为NX2,k= 1，2,…，K;A3,基站量化Vki的元素，k= 1，2,…，K，i= 1, 2,…，I，/ =L鮮N是基站配置 的天线数，K是总用户数，Ld表示取整运算，然后将Vki的元素的量化值发送到第k个用户。 进一步，所述步骤B具体包括：BI,用户k根据用户数W及基站配置的天线数决定每个用户每次传输的Alamouti 码字的数量I，k= 1，2,…，K，K是总用户数，/ = ，N是基站的天线个数，U表示取 整运算；B2,用户k对其调制信号进行Alamouti编码得到码字Ski,k= 1，2,…，K， K是总用户数，i= 1，2,…，I，14敦/怎」，N表示取整运算，N表示接收天线的个数， 2z-l - 馬=% " ，其中，s2ilk郝s2\i是调制信号，表示共辆； _S掠S賠_B3,用户k根据反馈信息及量化方法得到预编码矩阵元素的取值，并由此得到预 编码矩阵Vki，k= 1，2,…，K，i= 1，2,…，I，/ =LAyK」，N是基站的天线个数，K是总用户 数，LJ表示取整运算，；[001引 B4,用户k对Sk进行预编码，得到VkiSki'k= 1，2,…，K，i=1，2,…，I，/ =LW勾， K是总用户数，N是基站的天线个数，L、」表示取整运算，然后，用户k发送VkiSki+Vk2Sk2+… +VkiSkI。 进一步，所述步骤C具体包括：Cl，基站用Y表示其接收信号，Y的表达形式为r=乏好;(KA,+KA:+'''+n成/)+^^N k-l 是白噪声，Y和N的阶数均为NX2,N是基站配置的天线数，/ =L鮮龙」.，K是总用户数，[a 表示取整运算，基站根据Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分离Y中包含的KI个Alamouti码字； C2,基站译码Cl中分离出的KI个Alamouti码字，k= 1，2, ???，!(，/ =Lw/必」，K 是总用户数，N是基站的天线个数，b」表示取整运算，采用单个符号的最大似然译码，得到 每个码字中包含的2个调制符号。[002引本专利技术中，每个用户在2个时隙内传输了震」个调制符号。若N= 256,K= 32,则每个用户在2个时隙内传输了 16个调制符号，平均每根天线每个时隙传输了 4个符 号。在已有的方案中，若不与空间调制相结合，每根天线每个时隙传输的符号数不多于1 个，若与空间调制相结合并且选择2根天线传输信号，平均每根天线每个时隙传输了 1个符 号化及个比特，nt是基站配置的天线的数量，因此，本专利技术的传输效率较高。 在步骤C2中，基站分别译码每个Alamouti码字，其最大似然译码复杂度与调制阶 数成正比，低于相同场景中已有方案的最大似然译码复杂度。【附图说明】图1是本专利技术实施例的系统模型； 图2是本专利技术的流程图； 图3是本专利技术详细的流程图。【具体实施方式】 下面给出本专利技术的一种实施例，对本专利技术做进一步详细的说明。系统模型如图1 所示，包括K个用户和1个基站，用户配置2根天线，基站配置N根天线，N>> 2。假定用 户不知道信道状态信息，而基站已知信道状态信息。每个用户期望将自己的信号发送给基 站。 令/4鮮必」，U表示取整运算。用户k对其调制信号进行Alamouti编码， 「严-八*1 k= 1, 2,…，K，得到I个码字，用Sk康不码字，i= 1, 2,…，I，友4,. =W' ，其 _S-US-ki- 中，s2i和s2\i是调制信号，（?r表示共辆。用户k对Sk进行预编码，得到VkAi,Vki是收发双方约定的在一段时间内保持不变的阶数为2X2的预编码矩阵。Vki满秩且满足 AVii,H^i2,…，H^"，H2V21，H2V22,…H2V21，…，HkVki各不相同，其中，Hk是用户k至IJ基站的信道 矩阵，阶数为NX2，k= 1，2,…，K。Vki由基站选取并且发送到第k个用户。为保持发射功 率不变，MViJU，M?M表示范数。在相同的时间内，用户k发送VkiSki+Vk2Sk2+"，+VkiSki，k =1，2,…，K，i= 1，2,…，I，基站的接收信号为 F=Ix(F"没"+F"友。+... +FA) +W k-\ 其中，Y和N分别是接收信号和高斯白噪声，阶数均为NX2。Hk是用户k到基站的 信道矩阵，阶数为NX 2,k= 1，2,…，K。 文南犬"Interferencealignment-andcancellationschemebasedonAlamouti codeforthethree-usermulti-input-multi-outputinterferencechannel" 给出了 一种分离Alamouti码字的方法。若该文献中的M= 2,则每个接收端收到2K个Alamouti 码字，接收信号的阶数为2KX2,只要每个码字对应的信道矩阵不同，就可W分离运2K个 Alamouti码字。[本文档来自技高网...
【技术保护点】
大规模MIMO中高效的上行传输方式，适用于K个用户和一个基站的上行传输系统，且每个用户配置两根天线基站配置N根天线，其特征在于，包括如下步骤：A，基站得到满足一定条件的预编码矩阵，并将预编码矩阵的元素的量化值反馈给用户，具体过程如下：A1，基站根据用户数以及基站配置的天线数计算每个用户每次传输的Alamouti码字的数量I，N是基站配置的天线数，K是总用户数，表示取整运算；A2，基站随机选取归一化的阶数为2×2的预编码矩阵Vki，k＝1,2,…,K，i＝1,2,…,I，N是基站配置的天线数，K是总用户数，表示取整运算，Vki满秩且满足H1V11,H1V12,…,H1V1I,H2V21,H2V22,…H2V2I,…,HKVKI各不相同，Hk是用户k到基站的信道矩阵，阶数为N×2，k＝1,2,…,K；A3，基站量化Vki的元素，k＝1,2,…,K，i＝1,2,…,I，N是基站配置的天线数，K是总用户数，表示取整运算，然后将Vki的元素的量化值发送到第k个用户；B，用户k对其调制信号进行空时编码以及预编码，然后将预编码后的码字相加并且发送出去，k＝1,2,…,K，K是总用户数，具体过程如下：B1，用户k根据用户数以及基站配置的天线数决定每个用户每次传输的Alamouti码字的数量I，k＝1,2,…,K，K是总用户数，N是基站的天线个数，表示取整运算；B2，用户k对其调制信号进行Alamouti编码得到码字Ski，k＝1,2,…,K，K是总用户数，i＝1,2,…,I，表示取整运算，N表示接收天线的个数，Ski=s2i-1ki-s2iki*s2ikis2i-1ki*,]]>其中，s2i‑1ki和s2iki是调制信号，(·)*表示共轭；B3，用户k根据反馈信息及量化方法得到预编码矩阵元素的取值，并由此得到预编码矩阵Vki，k＝1,2,…,K，i＝1,2,…,I，N是基站的天线个数，K是总用户数，表示取整运算；B4，用户k对Ski进行预编码，得到VkiSki，k＝1,2,…,K，i＝1,2,…,I，K是总用户数，N是基站的天线个数，表示取整运算，然后，用户k发送Vk1Sk1+Vk2Sk2+…+VkISkI；C，基站译码每个用户期望发送给基站的信号，具体过程如下：C1，基站用Y表示其接收信号，Y的表达形式为Y=Σk=1KHk(Vk1Sk1+Vk2Sk2+...+VkISkI)+N,]]>N是白噪声，Y和N的阶数均为N×2，N是基站配置的天线数，K是总用户数，表示取整运算，基站根据Alamouti码字对应的等效信道矩阵的正交特性分离Y中包含的KI个Alamouti码字；C2，基站译码C1中分离出的KI个Alamouti码字，k＝1,2,…,K，K是总用户数，N是基站的天线个数，表示取整运算，采用单个符号的最大似然译码，得到每个码字中包含的2个调制符号。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：田心记，李兴旺，赵宁，李亚，陈慧，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41
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