本发明涉及通络技术领域， 尤其涉及一种多用户多输入多输出系统中线性 预编码的方法及装置。 背景技术

在蜂窝网络中， 通过上行信道多个用户可以同时同频发送信息 给基站， 此 时基站可以采用 MUD ( MultipleUser Detection, 多用户检测 )技术来分离不同用户 的信号； 通过下行信道基站可以同时发送信号给用户， 在每个用户接受的信号 中， 有一部分是其他用户信号带来的 MUI (Multi-User Interference, 多用户 干扰）。 为了消除多用户间的干扰， 而又考虑到用户低功耗、 低复杂度、 低成本 的要求， 通常在基站侧消除 MUI。

现有技术中,采用 BD-GMD ( Block Diagonal Geometric Mean Decomposition 块对角几何平均分解）技术进行单载波下行信 道的 MU MIMO (Multi-User Multiple-Input Multiple-Output, 多用户多输入多输出） 传输。 BD-GMD为一 种矩阵分解方法， 首先将所有终端用户的等效信道进行分解， 可以分解为三个 矩阵， 分别为一个是块对角矩阵， 一个下三角矩阵（该下三角矩阵中每个用户 的对角线元素是相等的）， 一个列正交的矩阵； 然后采用递归的方式扩展 GMD ( Geometric Mean Decomposition, 几何平均分解） 算法， 使得 BD-GMD技术能 够应用到 MU MIM0系统中。

然而， 采用 BD-GMD技术建立 MUMIM0通信时， 递归方式的计算复杂度较高， 在实际的信号传输中会耗费大量的信令开销， 使得系统效率降低， 并且 BD-GMD 技术与非线性的预编码技术联合使用， 受不完善的 CSI的影响较大。 发明内容

本发明的实施例提供一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的方法及 装置， 可以降低计算复杂度， 提高系统效率， 并且采用线性预编码技术， 提高 系统的鲁棒性。 本发明的实施例采用如下技术方案：

一种多用户多输入多输出系统中线性预编码的 方法， 包括：

根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于消除或抑制多用户 间干扰；

根据所述第一矩阵， 获取等效信道矩阵， 所述等效信道矩阵用于表示所述 系统的尽兴干扰消除后的信道信息；

将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所述第二矩阵中的每 个用户对应的矩阵块的对角线元素相等， 所述第二矩阵用于优化系统性能； 根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵， 使得至少两个同时 待发送信号经过所述预编码矩阵处理后， 每个用户的空间流的能量均衡。

一种多用户多输入多输出系统中线性预编码的 装置， 包括：

确定单元， 用于根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于消 除或抑制多用户间干扰；

第一获取单元， 用于根据所述第一矩阵， 获取等效信道矩阵， 所述等效信 道矩阵用于表示所述系统的尽兴干扰消除后的 信道信息；

计算单元， 用于将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所述 化系统性能；

第二获取单元， 用于根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵， 使得至少两个同时待发送信号经过所述预编码 矩阵处理后， 每个用户的空间流 的能量均衡。

本发明实施例提供的一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的方法及 装置， 通过根据系统的信道信息确定第一矩阵， 并根据所述第一矩阵获取等效 信道矩阵， 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 再根据所述第 一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵。 与现有技术中采用 BD-GMD技术建立 MU MIM0通信时， 递归方式的计算复杂度较高， 并且 BD-GMD技术与非线性的预 编码技术联合使用， 受不完善的 CS I 的影响较大相比， 本发明实施例提供的方 案可以降低计算复杂度， 并且采用线性预编码技术， 提供系统的鲁棒性。 附图说明 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单 地介绍， 显而易见地， 下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例， 对于本领域普通技术人员来讲， 在不付 出创造性劳动性的前提下， 还可以根据这些附图获得其他的附图。

图 1为本发明实施例 1提供的一种多用户多输入多输出系统中线性� �编码 的方法的流程图；

图 2为本发明实施例 1提供的一种多用户多输入多输出系统中线性� �编码 的装置的框图；

图 3为本发明实施例 2提供的一种多用户多输入多输出系统中线性� �编码 的方法的流程图；

图 4为本发明实施例 2提供的 MU MIM0下行系统模型示意图；

图 5为本发明实施例 2提供的一种多用户多输入多输出系统中线性� �编码 的装置的框图。 具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清 楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是 全部的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有作出创造 性劳动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

实施例 1

本发明实施例提供一种多用户多输入多输出系 统中线性预编码的方法， 如 图 1所示， 该方法包括：

步骤 101 , 根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于消除或抑 制多用户间干扰；

具体地， 根据系统的信道信息通过采用线性闭环预编码 技术， 确定第一矩 阵。

步骤 102 , 根据所述第一矩阵， 获取等效信道矩阵， 所述等效信道矩阵用于 表示所述系统的尽兴干扰消除后的信道信息；

步骤 103 , 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所述第二矩 阵中的每个用户对应的矩阵块的对角线元素相 等， 所述第二矩阵用于优化系统 性能；

具体地， 可以为通过以下两种方式计算第二矩阵：

方式一： 根据 . ^ βΙ 将第 i个用户的等效信道矩阵进行分解， 使得所 述第 i个用户的等效信道矩阵中的对角线元素相等� �并计算得出 = 其中， 为所述第 i 个用户的等效信道矩阵， Qi为列正交矩阵， 为上三角矩阵， S为 块对角矩阵， 并且 Q ^H Q L为信道矩阵 H的秩， I为单位矩阵； 为第 i 个用户的所述第二矩阵；

根据获得所述 Fi的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b 为所述第二矩阵。

方式二： 基于预设矩阵， 计算功率分配矩阵， 所述预设矩阵中每个用户对 应的矩阵块的对角线元素分别为所述 Ri中的对角线元素；

基于预设对角矩阵， 根据 _q . ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户的等效信道矩阵进行分 解， 使得所述第 i 个用户的等效信道矩阵中的对角线元素相等， 并计算得出 F =P _; G ; 其中， 所述预设对角矩阵的对角线元素与 的对角线元素相同， G为所 述功率分配矩阵；

根据获得所述 S的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b 为所述第二矩阵。

步骤 104 , 根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵， 使得至少 两个同时待发送信号经过所述预编码矩阵处理 后， 每个用户的空间流的能量均 衡。

进一步地， 根据 F=y9F _a F _b 获得预编码矩阵； 其中， 所述 F为所述预编码矩阵； 为功率控制因子， F _a 为所述第一矩阵， F _b 为所述第二矩阵。

本发明实施例提供的一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的方法， 通过根据系统的信道信息确定第一矩阵， 并根据所述第一矩阵获取等效信道矩 阵， 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 再根据所述第一矩阵 和所述第二矩阵，获得预编码矩阵。与现有技 术中采用 BD-GMD技术建立 MU MIM0 通信时， 递归方式的计算复杂度较高， 并且 BD-GMD技术与非线性的预编码技术 联合使用， 受不完善的 CS I的影响较大相比， 本发明实施例提供的方案可以降 低计算复杂度， 并且采用线性预编码技术， 提供系统的鲁棒性。

本发明实施例提供一种多用户多输入多输出系 统中线性预编码的装置， 该 装置具体可以为基站， 如图 2所示， 该装置包括： 确定单元 201 , 第一获取单元 202 , 计算单元 203 , 第二获取单元 204。

确定单元 201 , 用于根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于 消除或抑制多用户间干扰；

所述确定单元 201具体用于根据系统的信道信息通过采用线性 闭环预编码 技术， 确定第一矩阵。

第一获取单元 202 , 用于根据所述第一矩阵， 获取等效信道矩阵， 所述等效 信道矩阵用于表示所述系统的尽兴干扰消除后 的信道信息；

计算单元 203 , 用于将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所 优化系统性能；

所述计算单元 203中的第一计算模块， 用于根据 ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户 的等效信道矩阵进行分解， 使得所述第 i 个用户的等效信道矩阵中的对角线元 素相等， 并计算得出 _F =p ; 其中， ^为所述第 i个用户的等效信道矩阵， Qi为 列正交矩阵， 为上三角矩阵， S为块对角矩阵， 并且 Q ^H Q ^=pHp=I _L , L为信道矩 阵 H的秩， I为单位矩阵； _Fi 为第 i个用户的所述第二矩阵；

所述第一计算模块还用于， 根据获得所述 S的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b 为所 述第二矩阵。

所述计算单元 203 中的第二计算模块， 用于基于预设矩阵， 计算功率分配 对角线元素；

第三计算模块， 用于基于预设对角矩阵， 根据 H _eq . ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户的 等效信道矩阵进行分解， 使得所述第 i 个用户的等效信道矩阵中的对角线元素 相等， 并计算得出 F _{i =PiG} ; 其中， 所述预设对角矩阵的对角线元素与 _Ri 的对角线 元素相同， G为所述功率分配矩阵； 所述第三计算模块还用于， 根据获得所述 S的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b 为所 述第二矩阵。

第二获取单元 204 , 用于根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩 阵， 使得至少两个同时待发送信号经过所述预编码 矩阵处理后， 每个用户的空 间流的能量均衡。

所述第二获取单元具体用于： 根据 F= F _a F _b 获得预编码矩阵； 其中， 所述 F 为所述预编码矩阵； 为功率控制因子， F _a 为所述第一矩阵， F _b 为所述第二矩阵。

本发明实施例提供的一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的装置， 通过确定单元根据系统的信道信息确定第一矩 阵， 并根据所述第一矩阵第一获 取单元获取等效信道， 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算单元计算得出第二 矩阵， 再根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 第二获取单元获得预编码矩阵。 与现有技术中采用 BD-GMD技术建立 MU MIM0通信时， 递归方式的计算复杂度较 高， 并且 BD-GMD技术与非线性的预编码技术联合使用， 受不完善的 CSI的影响 较大相比， 本发明实施例提供的方案可以降低计算复杂度 ， 并且采用线性预编 码技术， 提供系统的 CSI的鲁棒性。

实施例 2

本发明实施例提供一种多用户多输入多输出系 统中线性预编码的方法， 如 图 3所示， 该方法包括：

步骤 301 ,基站根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于消除 或抑制多用户间干扰；

需要说明的是， MU MIM0下行系统模型如图 4所示， MU MIM0下行系统包 括基站侧和用户侧，首先，基站侧装有 Μ _τ 个发射天线， K个用户，每个用户有 M _Ri 个接收天线，其中， i = l， 2 ,…， K .第 i个用户的发送信号定义为 ^维的向量 ^χ '·， 其中， ^ 是发送给第 i个用户的数据流的个数. 个向量可以表示为

联合预编码矩阵可以表示为 F ₂ · · · F _K ] , F C ^M ^ ^r ; 其中， S e C^ 表示第 i个用户的预编码矩阵。 假设在 OFDM ( Orthogonal Frequency - Division Multiplexing, 正交频率 复用 M专输的前提下，在给定频率给定时间下，第 i个用户的信道矩阵表示为 ^H i ,

. 则 _K 个用尸的联合信道矩阵表示如下：

Μ _τ

Η = Η, Η, ΗΐΊ ， H e C ^fiX 在用户端， 针对接收到的信号， 应用解码矩阵， 其中， 联合块对角化解码 矩阵可以表示为：

Ό _ι 0

0 D，

D = ， DeC'

0 0 D , 因此， 联合接收向量可以表示为 j = D-(H.F-x + «); 其中 3 y _t 表示第 i

个用户的接收向量， C ^M ^ , n是接收天线上的零均值加 性高斯白噪声。

进一步地， 基站根据系统的信道信息通过采用线性闭环预 编码技术， 确定

体描述如下：

方式一： 定义除第 i个用户信道之外的其他用户的联合信道矩阵 ¾ , ft=[H . · Η^.· ] ^Τ , 根据多用户之间的零干扰限制会使得第 i个用户的预 编码矩阵位于所述 ft矩阵的零陷空间内， 这里零陷空间可以为正交空间。

因此， 通过采用 SVD ( Singular value decomposition, 奇异值分解）技术， 基于 MUI (Multi-User Interference,多用户干扰）消除或者抑制， 即 F =0 ,

Hi=Ui∑；

j≠ i, j , i=l, 2, k，将秩为 Li的 ft分解成如下形式: 从

〜 (0)

而可以获得 F = Vi ；

― (1) - (0) 其中 Vi 表示的是前 Li 个右奇异值向量（ right singular vectors )， V； 表示的是后 fM _T -Li)个右奇异值向量， 这些右奇异值向量组成的是 Hi的左零陷 工：间 I left null space 的正交基， F 为第 i个用户的第一矩阵；

根据获得 F _a .的方法， 计算 K个 SVD, 即重新计算其他用户的第一矩阵， 这 样， 即可获得第一矩阵 F _a 。

方式二： 定义除第 i个用户信道之外的其他用户的联合信道矩阵 ft

所有用户的等效联合信道矩阵表示为 筮 i个用户的等效信道矩阵为 H _; F _ai , 其他用户对第 i用户的干扰由 a F _a _确定；

由于在高 SNR ( S igna卜 to-Noi se Rat io, 信噪比） 区域， 所有用户的等效 联合信道矩阵 HF _a 的非对角块上会收敛为零， 即 Hj F _a =0 , j≠i , j , i = l , 2 , 〜k， 因此， 将 可以计算获得

其中， Ρ _τ 是分配给每个子载波的发射功率， σ _η ² 是接收机在每个子载波带 宽上的噪声功率.每个子载波采用等功率分配� �制，即， P _T =^L， 其中 P _{T t} 。 _t 是

N _SD ' 总的发射功率， N _SD 是数据子载波个数。

根据获得！^的方法， 计算 K个 SVD, 即重新计算其他用户的第一矩阵， 这 样， 即可获得第一矩阵 F _a 。

通过采用方式二的方法获得的第一矩阵， 可以实现对每个用户多个空间流 上的功率平衡。

需要说明的是， 在基站侧抑制 CSI前提下， 可以通过线性预编码技术和非 线性预编码技术消除用户间的干 4尤， 线性预编码技术相对于非线性预编码技 术， 计算复杂度较低， 并且在 CSI不完备的情况下的稳健性较高， 因此本发明 实施例提供的方案采用线性预编码技术消除用 户间的干扰。

步骤 302 , 所述基站根据获得的所述第一矩阵， 获得等效信道矩阵， 所述等 效信道矩阵用于表示所述系统的尽兴干扰消除 后的信道信息；

通过将经过预编码的信号经过信道发送给用户 时， 信号发生变化， 引起信 号发生变化的因素为预编码和在信道中传输时 信号衰减及增加的干扰信号， 此 时， 可以将信号变化的原因认为是完全由于信道引 起的， 这时信道即为等效信 道， 即所述等效信道矩阵用于表示所述系统的尽兴 干扰消除后的信道信息。 经 过等效信道矩阵处理后的信号 , 可以使得多个空间流采用相同的调制编码。

由于获得的所述第一矩阵可以使得多用户的干 扰消除或者抑制， 即 F _a =0 , j≠i, j, i=l,2, "'k，这样，可以获得第 i个用户的等效信道矩阵： H _eq V _; , 该信道矩阵的维度等效于一个 fM _T -Li) _X M _R 维的单用户 MIM0系统， 其中，

M _T -Li 为发射天线的个数， M _Ri 为接收天线的个数。

步骤 303, 所述基站将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所

优化系统性能；

多用户干扰消除之后，每个等效单用户 MIM0信道 " ， i = 2,…， K, 具有 和传统单用户 MIM0信道相同的属性。 因为根据 IEEE 802. llac的标准规范， 在 一个传输多个用户信息的报文的传输过程中， 所有子载波上的空间流数必须相 同， 因而现有技术中每个子载波在计算预编码矩阵 式都采用注水算法， 在子载 波上的某个用户的空间流个数可能发生变化， 这样就会导致在所有子载波上的 空间流个数不一样。

单用户 MIM0传输中 , GMD ( geometric mean decomposition , 几何平均 分解)联合 SIC (successive interference cancellation, 连续干扰消除)可 以将 MIM0信道分解成多个具有相同 SINR( Signal-to-Interference-plus-Noise Ratio, 信干噪比） 的并行的子信道。 具体地， 可以采用以下任一种方式：

方式一：

信道矩阵 H的 GMD 分解定义为 H=Q.R.P ^H ，其中， 信道矩阵 H的秩为 L, 非零 奇异值 ， " = 1，2，...，L, 且 HeC ^MRxM '; ReM ^LxL 是一个上三角矩

_ _Λ / £

阵， 矩阵 R中的元素 R..满足 且 ⁼⁰ ， 对于 1≤'·≤ 有 ^{ζί= =} Υ "I 并且具有相同的对角线元素， 其中 ^是矩阵 的非零奇异值 的几何平均值； 矩阵 QeC ^MRxL ， P e C ^MtXL , 并且 Q、 P满足 Q ^H Q=P ^H P=I _L 。

针对第 i个用户的等效信道矩阵采用 GMD进行分解， 即根据 _q . _; = QRiPi ^H 将 第 i个用户的等效信道矩阵进行分解， 使得所述第 i个用户的等效信道矩阵中 的对角线元素相等， 并计算得出 F P 其中， H 为所述第 i个用户的等效信道 矩阵， Qi为列正交矩阵， 为上三角矩阵， S为块对角矩阵， 并且 Q ^H Q ^=pHp=I _L ,

L为信道矩阵 H的秩， I为单位矩阵； S为第 i个用户的所述第二矩阵；

根据获得所述 S的方法，在 K个用户的等效信道上做 K个 GMD分解，获得 F _b ； 其中， F _b 为所述第二矩阵， 且所述第二矩阵中的每个用户对应的矩阵块的 对角 线元素相等。

方式二： 针对获取第一矩阵的方法中的方式二， 可以采用 MMSE ( Minimum Mean-Square-Error , 最小均方误差） 的功率分配机制进行功率控制， 由于整个 系统的 BER ( Bi t Error Rate , 误比特率）性能是受限于具有最高 BER的用户的 性能的， 系统可以针对这样的用户分配更多的功率， 来平衡系统的 BER。 因此， 此时可以采用下面的方式进一步提升功率效率 ， 获得 F _{b :}

①基于预设矩阵， 计算功率分配矩阵；

所述预设矩阵为∑ _p ：

Rdiag'l 0 - · · 0 ―

0 Rdiag · · 0

0 0 - ϋ

然后， 根据 其中， G为所述功率分 配矩阵； 为所述预设矩阵， 所述 中每个用户对应的矩阵块的对角线元素分 别为所述 Ri中的对角线元素，其中， R _di ^为第 1个用户对于的矩阵块，所述 R _diag 中的对角线元素与 中对角线元素相同； Ρ _τ 为分配给每个子载波的发射功率； σ _η ² 为接收机在每个子载波带宽上的噪声功率， 每个子载波采用等功率分配机制， 即， ， 其中 P _{T tnt} 是总的发射功率， N _sn 是数据子载波个数。

②基于预设对角矩阵， 针对第 i个用户， 根据 _q . ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户的 等效信道矩阵进行分解， 使得所述第 i 个用户的等效信道矩阵中的对角线元素 相等， 并计算得出 F _{i =PiG} ; 其中， 所述预设对角矩阵的对角线元素与 _Ri 的对角线 元素相同， G为所述功率分配矩阵；

对于第 i个用户定义对角矩阵 R _diag e C^， 对角矩阵中的对角线元素与 的 对角线元素相同；

③根据获得所述 S的方法， 即根据①②， 在 K个用户的等效信道上做 K个 GMD, 获得 F _b ; 其中， F _b 为所述第二矩阵， 所述第二矩阵中的每个用户对应的矩 阵块的对角线元素相等。

0 ··· 0

0 P ₂ ··· 0

0 0 ··· P _v

具体地， , 其中， Μ _χ =艺 Μ _Χι ,Μ _Χι ≤r , M _x 为接 收端总的天线个数， r为基站侧的空间流总数。

步骤 304 , 所述基站根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵， 使得至少两个同时待发送信号经过所述预编码 矩阵处理后， 每个用户的空间流 的能量均衡；

进一步地， 根据 F= _a F _b 获得预编码矩阵； 其中， 所述 F为所述预编码矩阵； 为功率控制因子， F _a 为所述第一矩阵， F _b 为所述第二矩阵。

至少两个同时待发送信号经过所述预编码矩阵 处理后， 每个用户的空间流 的能量均衡， 这样就可以保证多个空间流可以采用相同的调 制编码方式， 这就 使得本发明实施例提供的方案适合于 IEEE ( Ins t i tute of Electr ica l and Elec tronics Eng ineers , 美国电气和电子工程师协会） 802. l lac MU MIM0 系 统。

需要说明的是， 步骤 301-步骤 304为在基站侧进行的计算。 另外， 现有技 术中采用 BD-GMD技术主要通过递归的方式进行计算， 其计算的复杂度很高， 本 发明实施例提供的方案中， 计算量只要来自于计算第一矩阵和第二矩阵， 计算 第一矩阵依赖于所采用的多用户干扰消除或者 抑制， 使得第一矩阵位于其他用 户信道矩阵的通用左零陷空间， 这样计算的复杂度就是计算 K个 SVD; 计算第二 矩阵时， 只需要在用户的等效信道山做 K个 GMD, 这样与现有技术中计算的复杂 度相比较， 本发明实施例提供的方案中的计算的复杂度明 显降低。

步骤 305, 根据所述预编码矩阵， 所述基站将待发送的信号进行预编码后， 发送给终端用户；

步骤 306, 所述终端用户接收到所述基站发送的信号， 进行解码后获得所述 基站发送的实际信号。

针对接收到的信号， 应用解码矩阵， 其中， 联合块对角化解码矩阵可以表 示为：

Ό _ι 0 0

0 D-

D = DeC

0 0 D , 因此， 联合接收向量可以表示为 j = D-(H-F-x + «)； 其中 y _t 表示第 i 个用户的接收向量， n =「 n _e C ^sXl , n是接收天线上的零均值加 性高斯白噪声。

将 F替换成 F pF _h , 则

需要说明的是， 基站侧采用反馈机制将解码矩阵反馈给终端用 户， 具体地， 在终端用户侧可以采用 SIC接收机进行接收信号， 这样， 第 i个用户的解码矩 阵 D _; 为 Qi ^H , 另外将获得的第一矩阵、 第二矩阵分别代入， 这样， 终端用户接收 到的信号为 .R.x+n^ 另外， 在通信链路中如果没有反馈机制将解码矩阵反 馈给终端用户， 可以 ， 终端用户接收到的信号为 y^'D'H' 'FbX+D' ¹ ^其中, 举例说明， 在仿真中最大空间流总数为 8, 每个具有 2个空间流的 4个用户 同时被服务时， 可以获得最佳的性能。

本发明实施例提供的一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的方法， 通过根据系统的信道信息确定获取第一矩阵， 并根据第一矩阵获取等效信道矩 阵， 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 再根据所述第一矩阵 和所述第二矩阵，获得预编码矩阵。与现有技 术中采用 BD-GMD技术建立 MUMIM0 通信时， 递归方式的计算复杂度较高， 并且 BD-GMD技术与非线性的预编码技术 联合使用， 受不完善的 CSI的影响较大相比， 本发明实施例提供的方案可以降 低计算复杂度， 并且采用线性预编码技术， 提供系统的鲁棒性。

本发明实施例提供一种多用户多输入多输出系 统中线性预编码的装置， 该 装置可以为基站， 如图 5所示， 该装置包括： 确定单元 501, 第一获取单元 502, 计算单元 503, 第一计算模块 504, 第二计算模块 505, 第三计算模块 506, 第 二获取单元 507。

确定单元 501, 用于根据系统的信道信息确定第一矩阵， 所述第一矩阵用于 消除或抑制多用户间干扰； 具体地， 所述确定单元 501根据系统的信道信息通 过采用线性闭环预编码技术， 确定第一矩阵， 线性闭环预编码技术可以为现有 技术中的任一种线性预编码技术；

需要说明的是， 在基站侧抑制 CSI前提下， 可以通过线性预编码技术和非 线性预编码技术消除用户间的干 4尤， 线性预编码技术相对于非线性预编码技 术， 计算复杂度较低， 并且在 CSI不完备的情况下的稳健性较高， 因此本发明 实施例提供的方案采用线性预编码技术消除用 户间的干扰。

根据获取的所述第一矩阵， 第一获取单元 502获取等效信道矩阵， 所述等 效信道矩阵用于表示所述系统的尽兴干扰消除 后的信道信息；

通过将经过预编码的信号经过信道发送给用户 时， 信号发生变化， 引起信 号发生变化的因素为预编码和在信道中传输时 信号衰减及增加的干扰信号， 此 时， 可以将信号变化的原因认为是完全由于信道引 起的， 这时信道即为等效信 道。

计算单元 503 , 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算得出第二矩阵， 所述第 二矩阵中的每个用户对应的矩阵块的对角线元 素相等， 所述第二矩阵用于优化 系统性能；

具体地， 所述计算单元 503中的第一计算模块 504 , 根据 H^. ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户的等效信道矩阵进行分解，使得所述� � i个用户的等效信道矩阵中的对 角线元素相等，并计算得出 其中， 为所述第 i个用 矩阵， Qi为列正交矩阵， 为上三角矩阵， S为块对角矩阵， 并且 L为信 道矩阵 H的秩， I为单位矩阵； S为第 i个用户的所述第二矩阵；

所述第一计算模块 504还用于， 根据获得所述 S的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b

等；具体地，根据获得所述 S的方法，在 K个用户的等效信道上做 K个 GMD分解， 可以获得第二矩阵；

另外， 基于预设矩阵， 所述计算单元 503中的第二计算模块 505 , 计算功率 分配矩阵； 所述预设矩阵为∑ _p ：

Rdiag'l 0 - · · 0 "

0 Rdiag,2 · · · 0

∑e = ， ∑ e M ^r

0 0 - -^di g^K

G=

所述第二计算模块 505具体用于： 根据 矩阵； 其中， G为所述功率分配矩阵； 为所述预设矩阵， 所述 中每个用户对 应的矩阵块的对角线元素分别为所述 R _; 中的对角线元素， 其中， R _d ^为第 1个 用户对于的矩阵块， 所述 R _d ^中的对角线元素与 中对角线元素相同； Ρ _τ 为分 配给每个子载波的发射功率； σ _η ² 为接收机在每个子载波带宽上的噪声功率 ； 基于预设对角矩阵， 第三计算模块 506 , 根据 ^ QRiPi ¹¹ 将第 i个用户的 等效信道矩阵进行分解， 使得所述第 i 个用户的等效信道矩阵中的对角线元素 相等， 并计算得出 F _{i =PiG} ; 其中， 所述预设对角矩阵的对角线元素与 _Ri 的对角线 元素相同， G为所述功率分配矩阵；

所述第三计算模块 506还用于， 根据获得所述 的方法， 获得 F _b ; 其中， F _b 为所述第二矩阵。

在获得所述第一矩阵和所述第二矩阵之后， 第二获取单元 507 , 根据所述第 一矩阵和所述第二矩阵， 获得预编码矩阵， 使得至少两个同时待发送信号经过 所述预编码矩阵处理后， 每个用户的空间流的能量均衡；

进一步地， 所述第二获取单元 507具体用于： 根据 F= F _a F _b 获得预编码矩阵； 其中， 所述 F为所述预编码矩阵； 为功率控制因子， F _a 为所述第一矩阵， F _b 为 所述第二矩阵。

至少两个同时待发送信号经过所述预编码矩阵 处理后， 每个用户的空间流 的能量均衡， 这样就可以保证多个空间流可以采用相同的调 制编码方式， 这就 使得本发明实施例提供的方案适合于 IEEE802. l lac MU MIMO系统。 将编码处理 后的信号发送给终端用户， 终端用户可以采用解码矩阵将接收到的信号进 行解 码，具体地，终端用户可以采用 SIC接收机或者采用 MMSE接收机进行接收信号。

本发明实施例提供的一种多用户多输入多输出 系统中线性预编码的装置， 通过确定单元根据系统的信道信息确定第一矩 阵， 并根据所述第一矩阵， 第二 获取单元获取等效信道矩阵， 将所述等效信道矩阵进行分解， 计算单元计算得 出第二矩阵， 再根据所述第一矩阵和所述第二矩阵， 第二获取单元获得预编码 矩阵。 与现有技术中采用 BD-GMD技术建立 MU MIM0通信时， 递归方式的计算复 杂度较高， 并且 BD-GMD技术与非线性的预编码技术联合使用， 受不完善的 CS I 的影响较大相比， 本发明实施例提供的方案可以降低计算复杂度 ， 并且采用线 性预编码技术， 提供系统的 CSI的鲁棒性。

需要说明的是， 本发明实施例提供的方案可以扩展应用在 MU MIM0上行传 输中。 在下行传输过程中， 主要的处理为对数据进行预编码处理， 以保证用户 终端上的多用户间干扰消除或者抑制。 在上行多用户 MIM0系统中， 一组用户同 时同频给基站传输信息， 一些下行的增益同样可以获得， 采用分布式天线阵列 的多天线可以有效利用起来。 但是与下行传输一个主要的不同就是同时传输 的 多个用户之间的天线是不可以协调工作的。 对于在上行传输过程中， 为了保证 终端的低成本， 并且使得预处理的过程尽量简单， 因此， 基站侧的后处理就需 要完成对抗同时发送的各个终端用户之间的干 扰。 这样， 本发明实施例提供的 方案可以反过来应用到上行链路上。

以上所述， 仅为本发明的具体实施方式， 但本发明的保护范围并不局限于 此， 任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露 的技术范围内， 可轻易想到 变化或替换， 都应涵盖在本发明的保护范围之内。 因此， 本发明的保护范围应 所述以权利要求的保护范围为准。