一种MU-MIMO系统波束赋形传输的方法及网络设备技术方案

本发明专利技术公开了一种MU

【技术实现步骤摘要】
一种MU
‑
MIMO系统波束赋形传输的方法及网络设备


[0001]本专利技术涉及无线通信
，特别涉及一种多用户
‑
多输入多输出MU
‑
MIMO系统波束赋形传输的方法及网络设备。

技术介绍

[0002]在移动通信的多用户
‑
多输入多输出(Multi
‑
User Multiple
‑
Input Multiple
‑
Output，MU
‑
MIMO)系统的波束赋形算法中，由于存在多个用户同时使用相同的时域和频域资源发送数据的情况，导致多个用户所在的不同的子信道空间之间存在干扰，为了实现干扰抑制，通常对干扰用户所在子信道空间进行抑制，基于干扰抑制算法，对干扰用户所在的子信道空间进行干扰抑制，需要对干扰用户的干扰矩阵的自相关矩阵进行求逆，而自相关矩阵是根据干扰矩阵进行自相关运算得到的，由于干扰矩阵的行数是由基站天线数决定的，列数是由终端天线数决定，因此该干扰矩阵自相关运算后得到的自相关矩阵的阶数是行数*行数，且通常秩亏(即该自相关矩阵为不可逆的奇异矩阵)由于基站天线数较多导致干扰用户的自相关矩阵的阶数较高，因此，需要对高阶矩阵进行求逆运算，同时，对秩亏矩阵求逆还需要选择一个正则因子来对求逆过程进行保护，其中子信道空间是由对子信道进行信道估计得到的矩阵组成。而对高阶矩阵的求逆在硬件实现时复杂度很高，导致波束赋形算法的时效性较差。

技术实现思路

[0003]本专利技术提供一种MU
‑
MIMO系统波束赋形传输的方法及网络设备，用于将高阶求逆过程转换为低阶矩阵的求逆过程，简化波束赋形算法的复杂度，也避免了正则因子选择困难的问题。
[0004]第一方面，本专利技术实施例提供的一种MU
‑
MIMO系统波束赋形传输的方法，包括：
[0005]获取MU
‑
MIMO系统中目标用户的第一信道估计矩阵，和至少一个干扰用户的第二信道估计矩阵，根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，以及根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，其中所述干扰用户是对所述目标用户的通信产生干扰的用户；
[0006]利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，其中所述期望空间矩阵用于表征对所述干扰用户进行干扰抑制后的空间矩阵；
[0007]对所述期望空间矩阵进行特征值分解，确定所述目标用户的预编码矩阵，并根据所述预编码矩阵在下行信道向所述目标用户传输数据。
[0008]本实施例基于正交投影原理，将现有干扰抑制算法中对干扰用户的高阶自相关矩阵进行求逆的过程，等效为求解干扰用户的第二信道估计矩阵的正交补张成的空间即干扰正交补空间矩阵，即利用干扰用户的干扰正交补空间矩阵实现目标用户对干扰用户的干扰抑制，而本实施例中的干扰正交补空间矩阵中包含的求逆矩阵的阶数是根据第二信道估计矩阵的列数确定的，由于第二信道估计矩阵的列数是基于终端天线决定的，因此该求逆矩
阵为低阶矩阵，本实施例利用求解干扰正交补空间矩阵来实现目标用户对干扰用户的干扰抑制，等效于现有技术中利用干扰用户的自相关矩阵实现目标用户对干扰用户的干扰抑制，不需要对高阶自相关矩阵进行求逆，只需对求解干扰正交补空间矩阵，而干扰正交补空间矩阵包含的求逆矩阵的阶数低阶，从而实现了在波束赋形过程中只需对低阶矩阵进行求逆，提高了波束赋形算法的时效性，简化波束赋形算法的复杂度，也避免了正则因子选择困难的问题。
[0009]在一些示例中，所述根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，包括：
[0010]将所述第一信道估计矩阵和所述第一信道估计矩阵的共轭转置矩阵的乘积，确定为所述目标空间矩阵。
[0011]在一些示例中，所述根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，包括：
[0012]确定所述至少一个第二信道估计矩阵的投影矩阵；
[0013]将预设单位矩阵和所述投影矩阵作差得到的矩阵，确定为所述干扰正交补空间矩阵。
[0014]在一些示例中，所述确定所述至少一个第二信道估计矩阵的投影矩阵，包括：
[0015]若所述第二信道估计矩阵为一个，则根据所述第二信道估计矩阵和所述第二信道估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵；
[0016]若所述第二信道估计矩阵包括多个，则将多个第二信道估计矩阵合并为一个总估计矩阵，根据所述总估计矩阵和所述总估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵。
[0017]在一些示例中，所述利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，包括：
[0018]将所述干扰正交补空间矩阵和所述目标空间矩阵的乘积得到的干扰抑制后的空间矩阵，确定为所述目标用户的期望空间矩阵。
[0019]第二方面，本专利技术实施例提供的一种MU
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MIMO系统波束赋形传输的网络设备，该设备包括处理器和存储器，所述存储器用于存储所述处理器可执行的程序，所述处理器用于读取所述存储器中的程序并执行如下步骤：
[0020]获取MU
‑
MIMO系统中目标用户的第一信道估计矩阵，和至少一个干扰用户的第二信道估计矩阵，根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，以及根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，其中所述干扰用户是对所述目标用户的通信产生干扰的用户；
[0021]利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，其中所述期望空间矩阵用于表征对所述干扰用户进行干扰抑制后的空间矩阵；
[0022]对所述期望空间矩阵进行特征值分解，确定所述目标用户的预编码矩阵，并根据所述预编码矩阵在下行信道向所述目标用户发送数据。
[0023]在一些示例中，所述处理器具体被配置为执行：
[0024]将所述第一信道估计矩阵和所述第一信道估计矩阵的共轭转置矩阵的乘积，确定为所述目标空间矩阵。
[0025]在一些示例中，所述处理器具体被配置为执行：
[0026]确定所述至少一个第二信道估计矩阵的投影矩阵；
[0027]将预设单位矩阵和所述投影矩阵作差得到的矩阵，确定为所述干扰正交补空间矩阵。
[0028]在一些示例中，所述处理器具体被配置为执行：
[0029]若所述第二信道估计矩阵为一个，则根据所述第二信道估计矩阵和所述第二信道估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵；
[0030]若所述第二信道估计矩阵包括多个，则将多个第二信道估计矩阵合并为一个总估计矩阵，根据所述总估计矩阵和所述总估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵。
[0031]在一些示例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多用户
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多输入多输出MU
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MIMO系统波束赋形传输的方法，其特征在于，该方法包括：获取MU
‑
MIMO系统中目标用户的第一信道估计矩阵，和至少一个干扰用户的第二信道估计矩阵，根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，以及根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，其中所述干扰用户是对所述目标用户的通信产生干扰的用户；利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，其中所述期望空间矩阵用于表征对所述干扰用户进行干扰抑制后的空间矩阵；对所述期望空间矩阵进行特征值分解，确定所述目标用户的预编码矩阵，并根据所述预编码矩阵在下行信道向所述目标用户传输数据。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，包括：将所述第一信道估计矩阵和所述第一信道估计矩阵的共轭转置矩阵的乘积，确定为所述目标空间矩阵。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，包括：确定所述至少一个第二信道估计矩阵的投影矩阵；将预设单位矩阵和所述投影矩阵作差得到的矩阵，确定为所述干扰正交补空间矩阵。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述确定所述至少一个第二信道估计矩阵的投影矩阵，包括：若所述第二信道估计矩阵为一个，则根据所述第二信道估计矩阵和所述第二信道估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵；若所述第二信道估计矩阵包括多个，则将多个第二信道估计矩阵合并为一个总估计矩阵，根据所述总估计矩阵和所述总估计矩阵的共轭转置矩阵，确定所述第二信道估计矩阵的投影矩阵。5.根据权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，包括：将所述干扰正交补空间矩阵和所述目标空间矩阵的乘积得到的干扰抑制后的空间矩阵，确定为所述目标用户的期望空间矩阵。6.一种多用户
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多输入多输出MU
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MIMO系统波束赋形传输的网络设备，其特征在于，包括存储器，收发机，处理器：存储器，用于存储计算机程序；收发机，用于在所述处理器的控制下收发数据；处理器，用于读取所述存储器中的计算机程序并执行以下操作：获取MU
‑
MIMO系统中目标用户的第一信道估计矩阵，和至少一个干扰用户的第二信道估计矩阵，根据所述第一信道估计矩阵确定所述目标用户的目标空间矩阵，以及根据所述至少一个第二信道估计矩阵确定所述至少一个干扰用户的干扰正交补空间矩阵，其中所述干扰用户是对所述目标用户的通信产生干扰的用户；利用所述目标空间矩阵和所述干扰正交补空间矩阵，确定所述目标用户的期望空间矩阵，其中所述期望空间矩阵用于表征对所述干扰用户进行干扰抑制后的空间矩阵；
对所述期望空间矩阵进行特征值分解，确定所述目标用户的预编码矩阵，并根据所述预编码矩阵在下行信道向所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑占旗，刘龙，元天鹏，
申请(专利权)人：大唐移动通信设备有限公司，
类型：发明
国别省市：