一種兩用戶非相干mimo廣播信道的自由度優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于兩用戶非相干廣播信道的容量刻畫技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，設(shè)及一種兩 用戶非相干MIMO廣播信道的自由度優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[000引對(duì)于多用戶叩Ut Multi-Output,多入多出）廣播信道，其自由度很 大程度上決定于收發(fā)端是否已知CSI(化annel State Information,信道邊信息），當(dāng)發(fā)送 端有CSIT(CSI at Transmitter,發(fā)送端信道邊信息）并且接收端有CSIR(CSI at Receiver,接收端信道邊信息）時(shí)，可W通過發(fā)送端預(yù)編碼技術(shù)W及接收端干擾消除等方 法，使發(fā)送端可W同時(shí)向所有用戶發(fā)送信號(hào)。
[0003] 在基站天線數(shù)為M，用戶數(shù)為K，各個(gè)用戶天線數(shù)為NiQ <i<K)的場(chǎng)景下，系統(tǒng)能 夠獲得的最大自由度為
；而當(dāng)發(fā)送端沒有CSIT時(shí)，TDMA(Time Division Multiple Access,時(shí)分復(fù)用)是最優(yōu)方案，系統(tǒng)能夠達(dá)到的最大自由度為min(M,maxNi)。
[0004] 在點(diǎn)對(duì)點(diǎn)非相干MIMO信道的通信中，CSI未知且CSI在相干周期T個(gè)時(shí)隙內(nèi)保持不 變的情況下，系統(tǒng)平均每個(gè)時(shí)隙能夠獲取的自由度為
其中M、N分別為收發(fā)兩端天線數(shù)；
[000引對(duì)于兩個(gè)用戶的MIMO廣播信道，兩個(gè)用戶均不知道CSI的情況，現(xiàn)有技術(shù)的TDMA方 案中，基站每次僅與一個(gè)用戶進(jìn)行通信;在用戶相干周期不同的情況下，自由度較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的W上缺陷或改進(jìn)需求，本發(fā)明提供了一種兩用戶非相干MIMO廣播 信道的自由度優(yōu)化方法，其目的在于提高提供系統(tǒng)的自由度。
[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種兩用戶非相干MIMO廣播信 道的自由度優(yōu)化方法，包括如下步驟：
[0008] (1)對(duì)相干周期大的用戶進(jìn)行導(dǎo)頻訓(xùn)練，使該用戶獲取信道參數(shù)；
[0009] (2)基站與相干周期大的用戶單獨(dú)通信；
[0010] (3)基站向兩個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送疊乘信號(hào)；
[0011] (4)兩個(gè)用戶接收端對(duì)接收到的疊乘信號(hào)分別進(jìn)行解碼。
[0012] 優(yōu)選地，上述自由度優(yōu)化方法，其步驟(1)具體為:在相干周期T2的第一個(gè)Tl時(shí)長(zhǎng)內(nèi) 對(duì)相干周期長(zhǎng)的用戶進(jìn)行導(dǎo)頻訓(xùn)練，使該用戶獲取信道參數(shù)，包括CSIR;
[001引其步驟(2)具體為:在相干周期T2的第一個(gè)Tl時(shí)長(zhǎng)內(nèi)的化-化)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，基站與相干 周期長(zhǎng)的用戶通信；
[0014]其步驟(3)具體為:在相干周期T2的第一個(gè)Tl時(shí)長(zhǎng)之后的化-Ti)時(shí)長(zhǎng)內(nèi)，基站發(fā)送 疊乘信號(hào)；
[001引其中，Tl為用戶1的相干周期，T2為用戶2的相干周期，T2 = nTi，n為正整數(shù);化為用戶 2的天線數(shù)。
[0016] 優(yōu)選地，上述自由度優(yōu)化方法中，導(dǎo)頻訓(xùn)練過程具體如下:基站對(duì)相干周期長(zhǎng)的用 戶發(fā)送已知的導(dǎo)頻序列，該用戶通過接收到的信號(hào)與所述已知的導(dǎo)頻序列進(jìn)行比對(duì)獲取信 道參數(shù)。
[0017] 優(yōu)選地，上述疊乘信號(hào) ；其中，X功用戶1的目標(biāo)信號(hào)，拉為用戶2的 目標(biāo)信號(hào)，
為功率歸一化因子。
[0018] 優(yōu)選地，上述自由度優(yōu)化方法，將兩用戶非相干MIMO廣播信道中的基站天線數(shù)M與 相干周期長(zhǎng)的用戶的天線數(shù)化設(shè)為一致，W使系統(tǒng)能夠達(dá)到的自由度最大。
[0019] 總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的W上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠取得下列有 益效果：
[0020] (1)本發(fā)明提供的兩用戶非相干MIMO廣播信道的自由度優(yōu)化方法，采用導(dǎo)頻訓(xùn)練 加疊乘信號(hào)的方法，使相干周期長(zhǎng)的用戶先獲取CSIR，然后基站與兩個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行通信， 可解決現(xiàn)有技術(shù)中基站每個(gè)時(shí)隙只能與一個(gè)用戶進(jìn)行通信的問題；
[0021] (2)本發(fā)明提供的兩用戶非相干MIMO廣播信道的自由度優(yōu)化方法，能夠使基站與 兩個(gè)用戶同時(shí)進(jìn)行通信，在不改變一個(gè)用戶的自由度的情況下，使另一個(gè)相干周期長(zhǎng)的用 戶獲得額外的自由度增益；因此，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)的分時(shí)策略，本方法能夠明顯提高系統(tǒng)的 自由度。
【附圖說明】
[0022] 圖1是實(shí)施例提供的兩用戶非相干MIMO廣播信道自由度優(yōu)化方法的流程圖；
[0023] 圖2為實(shí)施例所基于的兩用戶非相干MIMO廣播信道模型；
[0024] 圖3為實(shí)施例里的兩個(gè)用戶的相干周期Tl與T2的關(guān)系圖；
[0025] 圖4為實(shí)施例提供的自由度優(yōu)化方法與分時(shí)策略分別能夠達(dá)到的自由度的對(duì)比曲 線。
【具體實(shí)施方式】
[0026] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個(gè)實(shí)施方式中所設(shè)及到的技術(shù)特征只要 彼此之間未構(gòu)成沖突就可W相互組合。
[0027] 本發(fā)明提供的兩用戶非相干MIMO廣播信道的自由度優(yōu)化方法，其流程如圖1所示， 包括如下步驟：
[0028] (1)對(duì)相干周期大的用戶進(jìn)行導(dǎo)頻訓(xùn)練，使該用戶獲取信道參數(shù)；
[0029] (2)基站與相干周期大的用戶單獨(dú)通信；
[0030] (3)基站向兩個(gè)用戶同時(shí)發(fā)送疊乘信號(hào)；
[0031] (4)兩個(gè)用戶接收端對(duì)接收到的疊乘信號(hào)分別進(jìn)行解碼。
[0032] 實(shí)施例基于圖2所示的模型，該模型為兩用戶非相干MIMO廣播信道，基站發(fā)送天線 數(shù)為M，用戶1的接收天線數(shù)為化，用戶2的接收天線數(shù)為化;天線數(shù)滿足M =化;兩個(gè)用戶的收 發(fā)兩端均未知CSI;
[0033] 實(shí)施例中，用戶1的相干周期為1'1，1'1含2111111(1，111曰義(化，化））；用戶2的相干周期為 T2，T2 = nTi;用戶1的相干周期Tl與用戶2的相干周期T2的關(guān)系如圖3所示。
[0034] 實(shí)施例提供的兩用戶非相干MIMO廣播信道自由度優(yōu)化方法，具體步驟如下：
[003引（1)在相干周期T2的第一個(gè)Tl時(shí)長(zhǎng)內(nèi)對(duì)用戶2進(jìn)行導(dǎo)頻訓(xùn)練:基站對(duì)用戶2發(fā)送導(dǎo)頻 信號(hào)，