CN102315912A - 预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站。一种预编码矩阵的提供方法包括：基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。应用本发明实施例技术方案，使用块对角奇异值分解方法对信道矩阵进行分解，每个用户设备可以分别采用所得到的对角矩阵信息进行预编码或解码处理，使得MU-MIMO系统的性能得到改善。

Description

预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站

技术领域

本发明涉及通信技术，尤其涉及预编码矩阵的提供方法、解码矩阵的提供方法和基站。

背景技术

在通信系统中，预编码技术可以有效改善系统的接收性能，具体的方法为，发射机使用预编码矩阵对发送的信息进行处理，得到发送信号。预编码矩阵可以通过矩阵分解的方法对信道矩阵进行分解后得到。

常用的矩阵分解方法是奇异值分解(SVD，Singular Value Decomposition)方法和正交三角分解(QRD，QR Decomposition)方法。

通过SVD方法，可以将任一矩阵分解为一个酉矩阵、一个对角矩阵与另一个酉矩阵的乘积，即：H＝U∑V^H，其中，H为被分解矩阵(即上述的信道矩阵)，U、V为酉矩阵，∑为对角阵。

通过QRD方法，可以将任一矩阵分解为一个酉矩阵与一个三角矩阵的乘积，即：H＝QR，其中，H为被分解矩阵(即上述的信道矩阵)，Q为酉矩阵，R为三角阵。

对于单用户多输入多输出(SU-MIMO，Single User Multiple Input MultipleOutput)系统，其信号模型可以表示为：

Y＝HX+N

其中，Y为接收机接收到的信号，H为MIMO信道矩阵(本发明简称为信道矩阵)，X为发射机发送的信号(即上述的发送信号)，N为白噪声。

通过SVD方法得到V后，发射机可以用V与发送的信息s相乘，即，发射机对发送的信息s进行预编码处理，得到发送的信号V，具体为：X＝V*s。接收机接收到信号Y后，对Y进行检测，得到检测信号，即，用U^H(U的共轭装置)与Y相乘，将信道矩阵H分解得到具有相互完全无干扰的平行子信道∑，具体为：

$\hat{s}=U^{H}Y=U^H\mathrm{HX}+U^{H}N=U^H\mathrm{U\Σ}{V}^{H}X+\tilde{N}$

$=U^H\mathrm{U\Σ}{V}^H\left(\mathrm{Vs}\right)+\tilde{N}=\mathrm{\Σs}+\tilde{N}$

由于∑为对角矩阵，所以，发送的信息s(一个向量)通过独立并行的方式传输到了接收机。

通过QRD方法，接收机用Q^H乘以接收到的信号Y，将信道矩阵H分解得到具有单向干扰的平行子信道R，接收机通过串行干扰消除(SIC，SuccessiveInterference Cancellation)技术就可以较低的复杂度消除干扰。接收机的检测信号为：

$\hat{s}=Q^{H}Y=Q^H\mathrm{QRX}+Q^{H}N=\mathrm{RX}+\tilde{N}$

由于R为三角矩阵，所以，可以通过预先检测没有干扰的信息，然后在其他的信息消除已检测信息的干扰后依次检测。

由上述的SVD方法和QRD方法可知，对于SU-MIMO系统，由于仅涉及一个用户设备(UE，User Equipment)收发信道矩阵，所以，发射机或接收机能够获得所有天线间的信道信息，并进行联合处理。而在多用户多输入多输出(MU-MIMO，Multi-User Multiple Input Multiple Output)系统中，涉及的是多个用户设备收发信息，限于现有的用户设备、多个用户设备间无法交互信息，所以，多个用户设备间无法获知彼此间的信道信息。所以，目前的适用于SU-MIMO的SVD方法和QRD方法都不能用于MU-MIMO系统的收发联合处理，导致目前还没有适用于MU-MIMO系统的预编码处理方案。

发明内容

本发明实施例提供预编码矩阵的提供方法和基站，以提供适用于MU-MIMO系统的预编码处理，技术方案如下：

本发明实施例提供一种预编码矩阵的提供方法，适用于多用户多输入多输出MU-MIMO系统中的用户设备向基站发送信息之前、基站向用户设备提供预编码矩阵的场景，所述方法包括：

基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；

所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；

所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

本发明实施例还提供一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中接收用户设备发送的信息，在接收用户设备发送的信息之前，向用户设备提供预编码矩阵，所述基站包括：

获取单元，用于获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；

矩阵组合单元，用于将所述获取单元获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；

矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对所述矩阵组合单元组成的信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵；

预编码矩阵提供单元，用于将所述矩阵分解单元得到的酉矩阵中的每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

本发明实施例还提供一种解码矩阵的提供方法，适用于MU-MIMO系统中的基站向用户设备发送信息之后、基站向用户设备提供解码矩阵的场景，所述方法包括：

基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；

所述基站将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；

所述基站将所述信道矩阵进行共轭转置处理；

所述基站使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；

所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

所述基站将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

本发明实施例提供另一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中向用户设备发送信息，在向用户设备发送信息之后，向用户设备发送解码矩阵，所述基站包括：

获取单元，用于获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；

矩阵组合单元，用于将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；

第一共轭转置处理单元，用于将所述信道矩阵进行共轭转置处理；

矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；

第二共轭转置处理单元，用于对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

预编码矩阵提供单元，用于将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

应用本发明实施例技术方案，使用块对角奇异值分解方法对信道矩阵进行分解，其中，通过分解得到的酉矩阵，其对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，将各个块对角矩阵信息分别提供给相应的用户设备，每个用户设备可以分别采用所得到的对角矩阵信息进行预编码或解码处理，使得MU-MIMO系统的性能得到改善。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施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为本发明实施例的一种预编码矩阵提供方法流程图；

图2为本发明实施例的性能仿真图；

图3为本发明实施例的另一性能仿真图；

图4为本发明实施例的一种基站的结构示意图；

图5为本发明实施例的一种解码矩阵的提供方法流程图；

图6为本发明实施例的另一种基站的结构示意图。

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。

由于本发明的技术方案都涉及到块对角奇异值分解(BD-SVD，BlockDiagonal Singular Value Decomposition)方法，所以首先介绍本发明提供的BD-SVD方法。

对于维度为M×N的信道矩阵H，其共有M行、N列，可以将H看做N个M×1的向量，分别定义为向量1、...向量N，将向量集合{1，...，N}划分为K个互不相交的子集，其中，每个子集用μ_k表示：

μ_k＝{N_k-1+1，...，N_k}，

因此有：

$\{1,...,N\}=\underset{k=1}{\overset{K}{\∪}}{\mathrm{\μ}}_k=\underset{k=1}{\overset{K}{\∪}}\{N_{k-1}+1,...,N_k\}$

其中，M、N和K为正整数，在本发明中，K为用户设备的数量，N₀＝0，N_k＝N，N_k为小于N的正整数；

对H进行BD-SVD分解后得到：

H＝U∑V^H，

其中，U为M×M的酉矩阵，V为N×N的酉矩阵，V为块对角矩阵，∑为M×N的具有块对角化性质的上三角矩阵；

V表示为：

其中，

为与μ_k对应的酉矩阵；

∑表示为：

其中，

为与μ_k对应的对角矩阵，×为非零子块；最后得到：

特别的，当K＝1时，BD-SVD就是SVD，此时，∑为对角矩阵。当K＝N时，BD-SVD就是QRD，此时，∑为上三角矩阵，V为单位阵。

可以按照下述方式得到

和∑：

S1：令k＝1，H＝H，P为单位阵，保存原始信道矩阵Ht＝H；

S2：对H进行划分，得到即将H划分为2个部分，其中前一部分

表示H中与μ_k对应的列向量部分。例如，集合μ_k＝{1，2，3}，则

为H中的第{1，2，3}列的向量，后一部分

表示H中除{1，2，3}列的其他列向量；

S3：将进行奇异值分解SVD，得到

S4：得到

其中，U_t(：，1：length(μ_k))表示矩阵Ut中的第1到length(μ_k)列，length(μ_k)为集合μ_k的大小；

S5：令

k＝k+1；

S6：如果H不为空或者k≤K，则返回S2，否则，转S7；

S7：得到∑＝U^H*Ht*V。

本发明实施例既考虑到MU-MIMO系统中的用户设备向基站发送信息之前、基站向用户设备提供预编码矩阵的场景，也考虑到MU-MIMO系统中的基站向用户设备发送信息之后、基站向用户设备提供解码矩阵的场景。在超4G(B4G，Beyond 4G)系统中，基站为eNodeB。

首先从MU-MIMO系统中的用户设备向基站发送信息之前、基站向用户设备提供预编码矩阵的场景的角度，对本发明的一种预编码矩阵的提供方法进行说明。如图1所示，这种方法包括：

S101：基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵。

对于长期演进(LTE，Long Term Evolution)系统，基站可以通过sounding得到每个用户设备对应的上行信道矩阵，sounding是一种利用用户设备全频带发送导频信号的信道测量方法。

一个用户设备对应的上行信道矩阵可以表示为H_k，k为不大于K的正整数，K为用户设备的数量。

S102：所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵。

信道矩阵可以表示为H＝[H₁ H₂...H_K]。

S103：所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应。

使用BD-SVD方法，对H进行分解，可以得到U、∑、V，V即为上述的酉矩阵，V可以表示为：

S104：所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

对于上述的V，基站可以将V₁提供给用户设备1，将V₂提供给用户设备2，将V_K提供给用户设备K。

对于上述的V，基站也可以只将V₁中的一列元素提供给用户设备1，将V₂中的一列元素提供给用户设备2，将V_K中的一列元素提供给用户设备K。一列元素是一个列向量，是一种特殊的矩阵。

在本发明的一个实施例中，基站可以将每个块对角矩阵

中的对角线上的值最大的元素在V_k中所对应地相应的列提供给对应的用户设备，也就是说，

中都分别有一个对角线，即元素c(1，1)、c(2，2)、...组成一个对角线，其中，(1，1)和(2，2)代表元素所在的行和列，对角线上的元素值可能会不同，选取

最大值的元素对应V_k所在列提供给对应的用户设备。

在实际系统的线性接收机算法(如MMSE)中，并行传输的各个流间存在残留的流间干扰，通过优选每个用户传输的流，可以降低接收机检测后的残留干扰，从而提升性能。举例来说，上行，2个用户，每个用户传输2个流，在MU-MIMO场景下，共有4个流同时传输，这4个流间互相干扰，每个流受到其他3个流的干扰。而在该方案，每个用户优选1个流传输，这样，在MU-MIMO场景下，总共传输2个流，每个流只受到其他1个流的干扰，且用户间的流间干扰在优选抑制，即选择对角线元素最大，可以保证选择当前用户信号最强的一个流传输。

这样通过优选1个流的方案，相对于所有的流全发的方案，具有较少的流间干扰，从而获得较好的性能。

基站向用户设备发送预编码矩阵后，用户设备就可以使用预编码矩阵对发送的信息进行预编码处理。

基站接收到多个用户设备发送的信号后，需要对信号进行检测，检测方法可以是线性最小均方差(MMSE，Minimal Mean Square Error)检测方法，也可以是理想串行干扰消除(SIC，Successive Interference Cancellation)检测方法。

前面提到过，接收信号模型为Y＝HX+N＝HVs+N，需要检测的是s，使用上述两种检测方法对接收信号的处理方式如下：

(1)线性MMSE检测

G_MMSE＝(HV)^H(HV(HV)^H+I/SNR)^-1，其中，I表示单位阵，SNR表示信噪比

$\hat{s}=G_{\mathrm{MMSE}}Y$

(2)理想SIC检测

对接收信号Y左乘U^H后，得到：

$\hat{s}=U^{H}Y=U^H\mathrm{HVs}+\tilde{N}=U^H\mathrm{U\Σ}{V}^H\mathrm{Vs}+\tilde{N}=\mathrm{\Σs}+\tilde{N}$

其中，

利用∑为三角矩阵的性质，在检测∑_K对应的s_K后，在∑的其他行上消除∑_K的干扰得到：

检测∑_K-1对应的s_K-1，消除s_K-1的干扰，依次检测所有的s。

对于基站将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备的技术方案，假设有两个用户设备，每个用户设备都有两个天线，每个天线都传送一个信息流，这样，每个用户设备都传送两个信息流，接收天线数为4。即，K＝2，μ_k＝2，s为4×1维度的列向量，两个用户设备分别对应的信道所组成的信道矩阵为4×4维度的矩阵。

从容量角度，比较在不同的接收机(MMSE/SIC)条件下，本发明实施例方案和VBLAST的性能，得到如图2所示的性能曲线。

由图2可知，采用理想SIC检测的接收机可以接近理想的MU-MIMO容量，采用MMSE检测会存在一定的干扰，导致其性能相对于理想的MU-MIMO容量有性能损失，但是，相对VBLAST的MMSE检测，则有超过1dB的SNR增益。

对于基站将每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备的技术方案，假设有两个用户设备，每个用户设备都有两个天线，每个用户设备只传送一个信息流，接收天线数为4。即K＝2，μ_k＝2，s为2×1维度的列向量，两个用户设备分别对应的信道所组成的信道矩阵为4×4维度的矩阵。

从容量角度，比较在不同的接收机(MMSE/SIC)情况下，本发明实施例方案和VBLAST的性能，得到如图3所示的性能曲线。

由图3可知，在采用线性MMSE检测的情况下，单信息流传送相对于全矩阵传送可以获得接近理想MU-MIMO容量的性能，相比VBLAST，有2dB的SNR增益。

对应于上述的预编码矩阵的提供方法，本发明还提供一种基站，这种基站用于在MU-MIMO系统中接收用户设备发送的信息，在接收用户设备发送的信息之前，向用户设备提供预编码矩阵。如图4所示，这种基站包括：获取单元401，用于获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；矩阵组合单元402，用于将所述获取单元获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；矩阵分解单元403，用于使用块对角奇异值分解方法，对所述矩阵组合单元组成的信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵；预编码矩阵提供单元404，用于将所述矩阵分解单元得到的酉矩阵中的每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

获取单元401具体可以利用用户设备全频带发送导频信号的信道测量方法，获取每个用户设备对应的上行信道矩阵。

预编码矩阵提供单元404具体可以用于将每个块对角矩阵中的对角线上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供给对应的用户设备。

由于这个实施例与上述的预编码矩阵的提供方法的实施例相对应，所以，基站中的各个单元的功能以及相互配合关系的具体描述可以参见上述的预编码矩阵的提供方法的实施例中的相关描述，这里不再赘述。

下面从MU-MIMO系统中的基站向用户设备发送信息之后、基站向用户设备提供解码矩阵的场景的角度，说明本发明的一种解码矩阵的提供方法。如图5所示，这种方法包括：

S501：基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。

基站可以通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。如果MU-MIMO系统基于时分双工(TDD，Time Division Duplexing)系统，则基站可以通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。

一个用户设备对应的下行信道矩阵可以表示为H_k，k为不大于K的正整数，K为用户设备的数量。

S502：所述基站将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵。

信道矩阵可以表示为H＝[H₁ H₂...H_K]。

S503：所述基站将所述信道矩阵进行共轭转置处理，得到H^H。

S504：所述基站使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解。

使用BD-SVD方法，对H^H进行分解，可以得到：

H^H＝U*∑*V^H，其中，V为块对角矩阵。

S505：所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应。

将H^H进行共轭转置，得到信道矩阵H的分解变体，具体表示为：

H＝V*∑H*U^H，V为块对角矩阵。

S506：所述基站将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

基站将V中的每个块对角矩阵(即解码矩阵)都提供给对应的用户设备。

基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，还可以得到基站对发送的信息进行预编码时所使用的预编码矩阵的逆矩阵，即∑H*U^H。基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，可以对预编码矩阵的逆矩阵进行处理，得到预编码矩阵，即(∑H*U^H)^-1。之后，基站可以使用预编码矩阵对发送的信息进行预编码处理，并向用户设备发送预编码处理后得到的信号，例如：X＝(∑H*U^H)^-1s。

用户设备获得自己对应的解码矩阵后，使用解码矩阵解码对应自己的信息。

对应于上述的解码矩阵的提供方法，本发明还提供一种基站，用于在MU-MIMO系统中向用户设备发送信息，在向用户设备发送信息之后，向用户设备发送解码矩阵。如图6所示，这种基站包括：获取单元601，用于获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；矩阵组合单元602，用于将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；第一共轭转置处理单元603，用于将所述信道矩阵进行共轭转置处理；矩阵分解单元604，用于使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；第二共轭转置处理单元605，用于对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；解码矩阵提供单元606，用于将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

获取单元601具体可以通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。如果MU-MIMO系统基于TDD系统，则获取单元601可以通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。

由于这个实施例与上述的解码矩阵的提供方法的实施例相对应，所以，基站中的各个单元的功能以及相互配合关系的具体描述可以参见上述的解码矩阵的提供方法的实施例中的相关描述，这里不再赘述。

综上所述，应用本发明实施例技术方案，使用块对角奇异值分解方法对信道矩阵进行分解，其中，通过分解得到的酉矩阵，其对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，将各个块对角矩阵信息分别提供给相应的用户设备，每个用户设备可以分别采用所得到的对角矩阵信息进行预编码或解码处理，使得MU-MIMO系统的性能得到改善。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-OnlyMemory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种预编码矩阵的提供方法，适用于多用户多输入多输出MU-MIMO系统中的用户设备向基站发送信息之前、基站向用户设备提供预编码矩阵的场景，其特征在于，所述方法包括：

基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；

所述基站将获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；

所述基站使用块对角奇异值分解方法，对信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

所述基站将每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，基站获取每个用户设备对应的上行信道矩阵包括：基站利用用户设备全频带发送导频信号的信道测量方法，获取每个用户设备对应的上行信道矩阵。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述块对角奇异值分解方法包括：

对于维度为M×N的信道矩阵H，将集合{1，...，N}划分为K个互不相交的子集μ_k，得到

其中，M、N和K为正整数，K为用户设备的数量，N₀＝0，N_k＝N，N_k为小于N的正整数；

对H进行块对角奇异值分解后得到：

H＝U∑V^H，

其中，U为M×M的酉矩阵，V为N×N的酉矩阵，V为块对角矩阵，∑为M×N的具有块对角化性质的上三角矩阵；

V表示为：

其中，

为与μ_k对应的酉矩阵；

∑表示为：

其中，

为与μ_k对应的对角矩阵，×为非零子块；

最后得到：

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到

和∑：

S1：令k＝1，H＝H，P为单位阵，保存原始信道矩阵Ht＝H；

S2：将H划分为两部分，得到

表示H中与μ_k对应的列向量，

表示H中除去与μ_k对应列的其他列向量；

S3：将进行奇异值分解SVD，得到

S4：得到

其中，U_t(：，1：length(μ_k))表示矩阵Ut中的第1到length(μ_k)列，length(μ_k)为集合μ_k的大小；

S5：令

k＝k+1；

S6：如果H不为空或者k≤K，则返回S2，否则，转S7；

S7：得到∑＝U^H*Ht*V。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，将每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备包括：将每个块对角矩阵中的对角线上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供给对应的用户设备。

6.一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中接收用户设备发送的信息，在接收用户设备发送的信息之前，向用户设备提供预编码矩阵，其特征在于，所述基站包括：

获取单元，用于获取每个用户设备对应的上行信道矩阵；

矩阵组合单元，用于将所述获取单元获取的上行信道矩阵组合为信道矩阵；

矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对所述矩阵组合单元组成的信道矩阵进行分解，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵；

预编码矩阵提供单元，用于将所述矩阵分解单元得到的酉矩阵中的每个块对角矩阵或者每个块对角矩阵中的一列元素提供给对应的用户设备。

7.如权利要求6所述的基站，其特征在于，所述预编码矩阵提供单元具体用于将每个块对角矩阵中的对角线上的值最大的元素所在的列中的所有元素提供给对应的用户设备。

8.一种解码矩阵的提供方法，适用于MU-MIMO系统中的基站向用户设备发送信息之后、基站向用户设备提供解码矩阵的场景，其特征在于，所述方法包括：

基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；

所述基站将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；

所述基站将所述信道矩阵进行共轭转置处理；

所述基站使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；

所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

所述基站将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于，基站获取每个用户设备对应的下行信道矩阵包括：所述基站通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；或者，

如果MU-MIMO系统基于时分双工TDD系统，则所述基站通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。

10.如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述块对角奇异值分解方法包括：

对于维度为M×N的信道矩阵H，将集合{1，...，N}划分为K个互不相交的子集μ_k，得到

其中，M、N和K为正整数，K为用户设备的数量，N₀＝0，N_k＝N，N_k为小于N的正整数；

对H进行块对角奇异值分解后得到：

H＝U∑V^H，

其中，U为M×M的酉矩阵，V为N×N的酉矩阵，V为块对角矩阵，∑为M×N的具有块对角化性质的上三角矩阵；

V表示为：

其中，

为与μ_k对应的酉矩阵；

∑表示为：

其中，

为与μ_k对应的对角矩阵，×为非零子块；

最后得到：

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，按照下述方式得到

和∑：

S1：令k＝1，H＝H，P为单位阵，保存原始信道矩阵Ht＝H；

S2：将H划分为两部分，得到 表示H中与μ_k对应的列向量，表示H中除去与μ_k对应列的其他列向量；

S3：将

进行奇异值分解SVD，得到

S4：得到

其中，U_t(：，1：length(μ_k))表示矩阵Ut中的第1到length(μ_k)列，length(μ_k)为集合μ_k的大小；

S5：令

k＝k+1；

S6：如果H不为空或者k≤K，则返回S2，否则，转S7；

S7：得到∑＝U^H*Ht*V。

12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，还得到所述基站对发送的信息进行预编码时所使用的预编码矩阵的逆矩阵；

所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，对预编码矩阵的逆矩阵进行处理，得到预编码矩阵；

所述基站使用预编码矩阵对发送的信息进行预编码处理，并向用户设备发送预编码处理后得到的信号。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述共轭转置处理后的信道表示为H^H＝U*∑*V^H，其中，V为酉矩阵；

所述基站对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理后，得到H＝V*∑H*U^H，其中，∑H*U^H为预编码矩阵的逆矩阵。

14.一种基站，用于在多用户多输入多输出MU-MIMO系统中向用户设备发送信息，在向用户设备发送信息之后，向用户设备发送解码矩阵，其特征在于，所述基站包括：

获取单元，用于获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；

矩阵组合单元，用于将获取的下行信道矩阵组合为信道矩阵；

第一共轭转置处理单元，用于将所述信道矩阵进行共轭转置处理；

矩阵分解单元，用于使用块对角奇异值分解方法，对共轭转置处理后的信道矩阵进行分解；

第二共轭转置处理单元，用于对共轭转置处理后的信道矩阵进行共轭转置处理，得到酉矩阵，所述酉矩阵的对角线上包括与用户设备数量相同的块对角矩阵，对角线上的块对角矩阵与用户设备一一对应；

预编码矩阵提供单元，用于将每个块对角矩阵提供给对应的用户设备。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，所示获取单元通过以下方式获取每个用户设备对应的下行信道矩阵：

通过用户设备的测量反馈，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵；

或者，

如果MU-MIMO系统基于时分双工TDD系统，通过TDD系统中的上、下行互异性，获取每个用户设备对应的下行信道矩阵。

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