CN102340377A - 一种非线性预编码处理方法、装置和系统 - Google Patents

一种非线性预编码处理方法、装置和系统 Download PDF

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CN102340377A CN2011103149226A CN201110314922A CN102340377A CN 102340377 A CN102340377 A CN 102340377A CN 2011103149226 A CN2011103149226 A CN 2011103149226A CN 201110314922 A CN201110314922 A CN 201110314922A CN 102340377 A CN102340377 A CN 102340377A
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宁迪浩
朱登魁
郁光辉
鲁照华
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Abstract

本发明公开了一种非线性预编码处理方法、装置和系统，可以在基于非线性预编码进行数据传输时，还传输用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号，以通过参考信号来辅助数据的接收和检测。本发明的非线性预编码处理技术具有可实现性、鲁棒性，在通过参考信号来辅助数据的接收和检测的同时，有效提升了数据检测的可靠性。

Description

一种非线性预编码处理方法、装置和系统
技术领域
本发明涉及通信领域，具体涉及一种非线性预编码处理方法、装置和系统。
背景技术
MIMO(Multiple Input and Multiple Output，多入多出)技术支持在收发两端放置大于1根的天线，通过多个收发通道来传输信息。无论从理论上还是实践上，MIMO技术已被证明能够大幅提升系统的频谱效率，因而在各种4G标准中被广泛采用。
在MIMO技术在，MIMO预编码技术支持对发射信号进行某种预先处理，使得发射信号的特征能够匹配当前信道的特征，以获得性能增益。
在目前的4G标准中，被广泛采用的预编码技术是线性预编码技术，用于在发射之前，对多根发射天线上的发射信号构成的发射矢量，预先进行线性变换以获得增益。但是，在多用户MIMO(MU-MIMO)的场景下，上述线性预编码技术往往在抑制用户间干扰的同时，影响信道增益，因此离多用户MIMO系统的理论容量界相去甚远。
相对于线性预编码技术，非线性预编码技术则基于干扰的预先消除思想，其基本原理为：如果发射侧能够完美地获得信道信息，那么可以预先将多个空时流之间的干扰逐次从发射信号中减去，在传输过程中预先减去的干扰和传输时所产生的干扰刚好抵消，因此接收侧可以完美地恢复出有用信息。常用的一种非线性预编码原理如图1所示。
图1展示了传统的非线性预编码系统的基本原理和结构图，其中，s表示输入信号，B-I表示迭代层映射操作，Mod表示求模操作，M矩阵表示正交化操作，H表示传输信道，n是加性高斯噪声，G表示子信道增益(这个值对应于本发明中的辅助信息)，其值在传统非线性预编码系统中需要通过其他手段告知接收侧。
在理想情况下，非线性预编码具有最优的性能，但现有的非线性预编码机制依然存在着很多问题。比如，非线性预编码对信道信息的精度十分敏感，若信道信息的精度不够，则空时流之间的干扰将会很强，且由于接收侧无法获知任何的干扰信息，因此无法做进一步的处理，进而降低了接收侧的数据检测可靠性。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种非线性预编码处理方法、装置和系统，以提高数据检测可靠性。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种非线性预编码处理方法，该方法包括：
基于非线性预编码进行数据传输时，还传输用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号。
在进行所述数据传输时还传输所述参考信号的过程包括：
进行作为所述参考信号的导频信号的非线性预编码操作，还进行数据信号的非线性预编码操作；
在对所述导频信号以及数据信号处理完成后，将完成处理的所述导频信号和数据信号合并，并通过发射天线发射出去。
进行所述导频信号的非线性预编码操作的方法为：
针对所述导频信号经过和数据信号同样的非线性预编码流程而不进行求模操作。
进行所述导频信号的非线性预编码操作的过程包括：
根据用户的信道系数和秩Rank，构造联合信道系数矩阵
对所述联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000022
进行数值分解，获得进一步处理所需的两个系数矩阵Q矩阵和R矩阵，并结合待发送的导频信号以构造发射侧导频发射矢量。
构造联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000031
并对其进行数值分解的方法包括以下方法中至少之一：
方法一：
从第i个用户的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr·Nt]维)挑选出ri行，所述ri为第i个用户的信道秩，形成[ri·Nt]维的矩阵
Figure BDA0000099472910000032
将M个用户的矩阵构造成联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000034
H ~ = H ^ 1 H ^ 2 . . . H ^ M ; 其维度是
Figure BDA0000099472910000036
通过对
Figure BDA0000099472910000037
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵，即：
H ~ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r L 1 r L 2 . . . r LL · Q H ;
其中R矩阵为下三角矩阵，Q为酉矩阵，即满足QH·Q＝Q·QH＝I，I矩阵为单位阵；R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的；
方法二：
直接将M个用户的信道系数，构成联合信道系数矩阵：
H ^ = H 1 H 2 . . . H M ;
对
Figure BDA00000994729100000310
进行QR分解，获得初始的Q矩阵和R矩阵：
H ^ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r K 1 r K 2 . . . r KK · Q H ;
用第一个对角线元素的模值归一化所有对角线元素，判断归一化后对角线元素rii的模值大小，删除R矩阵中对角线元素小于门限值的对应行和列，并删除Q矩阵中对应的列，之后获得最终的R矩阵和Q矩阵。
所述挑选出ri行的方法为：
遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵
Figure BDA0000099472910000042
的条件数最大的每个的构造方法，即，
max H i ( | | ( H ~ ) - 1 | | · | | H ~ | | ) ;
上式中，||A||表示求矩阵A的范数。
该方法还包括：
对M个传输用户进行排序，排序后的信道系数矩阵组表示为然后，按照i1，i2，...，iM的顺序，逐次选择
Figure BDA0000099472910000046
矩阵，使得已构造的当前联合信道矩阵的条件数最大。
根据获得的Q矩阵和R矩阵构造发射侧导频发射矢量的过程包括：
使用R矩阵处理导频发射矢量，在当前资源对应的天线维导频原始矢量为 p 1 p 2 . . . p L L · 1 时，经过R矩阵处理后的导频发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = p 1 x 2 = p 2 - r 21 r 22 · x 1 x 3 = p 3 - r 32 r 33 · x 2 - r 31 r 33 · x 1 . . . x L = p L - Σ l = 1 L - 1 r Ll r LL · x l ;
考虑到导频信号在时频资源上的正交性，天线维导频原始矢量通常具有如下结构： P 1 = p 1 0 . . . 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 . . . 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 . . . ; . . . ;
使用Q矩阵，将构造的前述X矢量映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Y，其中
Y = Q · X = y 1 y 2 . . . y N t N t · 1 .
所述方法还包括在接收侧对作为所述参考信号的导频信号进行的处理：
从导频信号的响应中计算出辅助信息，用于进行数据检测。
所述从导频信号的响应中计算出辅助信息的过程包括：
在接收天线上，根据导频信号的响应计算辅助信息：
rii＝yi P/pi；
其中，yi是第i根天线上的响应，pi是第i个层上发送的导频信号；
并且，保存计算出的辅助信息。
该方法还包括：
从所述导频检测模块获得辅助信息rii；
根据数据信号的响应以及获得的所述辅助信息，依照如下公式计算，以获得中间值：
ri＝yi S/rii；
对计算出的ri进行求模操作，据此检测出原始发射符号：
si＝mod(ri，P)；其中，P为求模量；
针对所有有效接收天线，完成上述操作，直至所有有效接收天线都完成检测。
一种非线性预编码处理装置，位于发射侧，该装置包括导频处理模块、数据处理模块；其中，
所述数据处理模块，用于基于非线性预编码进行数据处理，以传输处理后的数据；
所述导频处理模块，用于处理并生成用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号，以在所述数据处理模块传输所述数据时由所述导频处理模块传输所述参考信号。
所述导频处理模块，用于进行作为所述参考信号的导频信号的非线性预编码操作，生成后续用于与数据信号合并的导频信号；
所述数据处理模块，用于进行数据信号的非线性预编码操作，生成后续用于与导频信号合并的数据信号。
所述导频处理模块在进行所述导频信号的非线性预编码操作时，用于：
针对所述导频信号经过和数据信号同样的非线性预编码流程而不进行求模操作。
所述导频处理模块在进行所述导频信号的非线性预编码操作时，用于：
根据用户的信道系数和Rank，构造联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000061
对所述联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000062
进行数值分解，获得进一步处理所需的两个系数矩阵Q矩阵和R矩阵，并结合待发送的导频信号以构造发射侧导频发射矢量。
所述导频处理模块在构造联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000063
并对其进行数值分解时，用于应用以下方法中至少之一：
方法一：
从第i个用户反馈的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr·Nt]维)挑选出ri行，ri为第i个用户的信道秩，形成[ri·Nt]维的矩阵将M个用户的
Figure BDA0000099472910000072
矩阵构造成联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000073
H ~ = H ^ 1 H ^ 2 . . . H ^ M ; 其维度是
Figure BDA0000099472910000075
通过对
Figure BDA0000099472910000076
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵，即：
H ~ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r L 1 r L 2 . . . r LL · Q H ;
其中R矩阵为下三角矩阵，Q为酉矩阵，即满足QH·Q＝Q·QH＝I，I矩阵为单位阵；R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的；
方法二：
直接将M个用户反馈的信道系数，构成联合信道系数矩阵：
H ^ = H 1 H 2 . . . H M ;
对进行QR分解，获得初始的Q矩阵和R矩阵：
H ^ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r K 1 r K 2 . . . r KK · Q H ;
用第一个对角线元素的模值归一化所有对角线元素，判断归一化后对角线元素rii的模值大小，删除R矩阵中对角线元素小于门限值的对应行和列，并删除Q矩阵中对应的列，之后获得最终的R矩阵和Q矩阵。
所述导频处理模块在挑选出ri行时，用于：
遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵
Figure BDA0000099472910000081
的条件数最大的每个
Figure BDA0000099472910000082
的构造方法，即，
max H i ( | | ( H ~ ) - 1 | | · | | H ~ | | ) ;
上式中，||A||表示求矩阵A的范数。
所述导频处理模块还用于：
对M个传输用户进行排序，排序后的信道系数矩阵组表示为然后，按照i1，i2，...，iM的顺序，逐次选择
Figure BDA0000099472910000085
矩阵，使得已构造的当前联合信道矩阵的条件数最大。
所述导频处理模块根据获得的Q矩阵和R矩阵构造发射侧导频发射矢量时，用于：
使用R矩阵处理导频发射矢量，在当前资源对应的天线维导频原始矢量为 p 1 p 2 . . . p L L · 1 时，经过R矩阵处理后的导频发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = p 1 x 2 = p 2 - r 21 r 22 · x 1 x 3 = p 3 - r 32 r 33 · x 2 - r 31 r 33 · x 1 . . . x L = p L - Σ l = 1 L - 1 r Ll r LL · x l ;
考虑到导频信号在时频资源上的正交性，天线维导频原始矢量通常具有如下结构： P 1 = p 1 0 . . . 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 . . . 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 . . . ; . . . ;
使用Q矩阵，将构造的前述X矢量映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Y，其中
Y = Q · X = y 1 y 2 . . . y N t N t · 1 .
该装置与位于接收侧的导频接收模块之间存在通信连接；
所述导频接收模块，用于对作为所述参考信号的导频信号进行处理，以从导频信号的响应中计算出用于进行数据检测的辅助信息。
所述导频接收模块在从导频信号的响应中计算出辅助信息时，用于：
在接收天线上，根据导频信号的响应计算辅助信息：
rii＝yi P/pi；
其中，yi是第i根天线上的响应，pi是第i个层上发送的导频信号；
并且，保存计算出的辅助信息。
所述导频接收模块还与位于接收侧的数据检测模块连接；所述数据检测模块，用于根据所述辅助信息进行数据检测：
从所述导频检测模块获得辅助信息rii；
根据数据信号的响应以及获得的所述辅助信息，依照如下公式计算，以获得中间值：
ri＝yi S/rii；
对计算出的ri进行求模操作，据此检测出原始发射符号：
si＝mod(ri，P)；其中，P为求模量；
针对所有有效接收天线，完成上述操作，直至所有有效接收天线都完成检测。
一种非线性预编码处理系统，该系统包括位于发射侧的导频处理模块、数据处理模块，还包括位于接收侧的导频接收模块、数据检测模块；其中，
所述数据处理模块，用于基于非线性预编码进行数据处理，以传输处理后的数据；
所述导频处理模块，用于处理并生成用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号，以在所述数据处理模块传输所述数据时由所述导频处理模块传输所述参考信号；
所述导频接收模块，用于对收到的作为所述参考信号的导频信号进行处理，以从导频信号的响应中计算出用于进行数据检测的辅助信息；
所述数据检测模块，用于根据所述辅助信息进行数据检测。
本发明的非线性预编码处理技术具有可实现性、鲁棒性，在通过参考信号来辅助数据的接收和检测的同时，有效提升了数据检测的可靠性。
附图说明
图1为现有技术的非线性预编码原理示意图；
图2为本发明实施例的非线性预编码处理原理示意图；
图3为本发明实施例的非线性预编码处理的数学原理示意图；
图4为本发明实施例的非线性预编码发射侧的处理流程图；
图5为本发明实施例的非线性预编码接收侧的处理流程图；
图6为本发明实施例的非线性预编码处理流程简图。
具体实施方式
在实际应用时，可以在利用非线性预编码方案传输数据的同时，发射一种经过特殊处理的参考信号，由该参考信号指示数据经过信道传输后产生的畸变，以辅助数据的接收和检测，提升数据检测的可靠性。
从所处的物理位置来看，在具体实现上述操作时，可以应用到发射侧处理模块和接收侧处理模块，从功能上看可以应用到参考信号(通常为导频信号)处理模块和数据处理模块。在实际应用时，可以应用到如图2所示的4个基本模块：位于发射侧的导频处理模块、数据处理模块以及位于接收侧的导频接收模块、数据检测模块。
具体而言，发射侧进行导频信号的非线性预编码操作，还进行数据信号的非线性预编码操作；在对导频信号以及数据信号处理完成后，将完成处理的所述导频信号和数据信号合并，并通过发射天线发射出去。在接收到来自发射侧的全部信息后，接收侧先从导频信号中提取出进行数据检测所必要的信息，据此进行数据信号的检测。
为了准确描述本发明所述的内容，对所涉及的一些基本参数和假设进行说明，假定：当前发射侧(如基站)发射天线数为Nt，接收侧(如终端)的接收天线数为Nr，参与当前传输的终端个数为M，Nt≥M·Nr，终端测量到的信道系数为Hi，i＝1，2，...，M，Hi为[Nr·Nt]维的矩阵。终端通过反馈，使得基站获得信道系数信息。
在现有的通信系统中，终端通常可以根据测量到的信道系数信息，决定在和基站通信时基站可以采用的最大空时层(流)数，并将该数反馈给基站，通常将该最大空时层(流)数称为秩(Rank)，要求Rank≤min(Nr，Nt)，假定M个用户的Rank数分别为r1，r2，…，rM。
本发明所述的位于发射侧的导频处理模块，可以进行如下操作：
步骤1-1：根据用户反馈的信道系数和Rank，构造联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000111
步骤1-2：对联合信道系数矩阵
Figure BDA0000099472910000112
进行数值分解，获得进一步处理所需的两个系数矩阵Q矩阵和R矩阵；
步骤1-3：根据获得的Q矩阵和R矩阵，以及待发送的导频信号构造发射侧导频发射矢量。
所述步骤1-1和步骤1-2中，构造联合信道系数矩阵并对其进行数值分解的具体操作方法有多种，如：
方法一：
从第i个用户反馈的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr·Nt]维)挑选出ri行，形成[ri·Nt]维的矩阵
Figure BDA0000099472910000121
将M个用户的
Figure BDA0000099472910000122
矩阵构造成联合信道系数矩阵 H ~ = H ^ 1 H ^ 2 . . . H ^ M ; 其维度是
所述步骤1-1中，从每个用户的反馈信道系数矩阵Hi中挑选出ri行构造
Figure BDA0000099472910000126
的操作，可以有多种方法，其最优的方法是：遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵的条件数最大的每个的构造方法，即，
max H i ( | | ( H ~ ) - 1 | | · | | H ~ | | ) ;
上式中，||A||表示求矩阵A的范数。
所述步骤1-1中，在用户数很多时，遍历所有
Figure BDA00000994729100001210
构造的可能性将是一个非常复杂的操作，可以用下列简化步骤代替：首先，对M个传输用户进行排序(排序的依据可以是信道质量，或者是用户优先级等)，排序后的信道系数矩阵组表示为
Figure BDA00000994729100001211
然后，按照i1，i2，...，iM的顺序，逐次选择
Figure BDA00000994729100001212
矩阵，使得已构造的当前联合信道矩阵的条件数最大，例如，当选择第ik个用户时，选择
Figure BDA00000994729100001213
的
Figure BDA00000994729100001214
行，使得下述表达式最大：
max H i k | | ( H ~ i k ) - 1 | | · | | H ~ i k | | ;
上式中 H ~ i k = H ^ i 1 H ^ i 2 . . . H ^ i k ,
Figure BDA0000099472910000132
为已经构造好的前ik-1个用户的信道系数矩阵。
所述步骤1-2中，对步骤1中构造的
Figure BDA0000099472910000133
矩阵进行数值分解，获得Q矩阵和R矩阵，是通过对
Figure BDA0000099472910000134
矩阵进行QR分解来实现的，即：
H ~ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r L 1 r L 2 . . . r LL · Q H ;
其中R矩阵为下三角矩阵，Q为酉矩阵，即满足QH·Q＝Q·QH＝I，I矩阵为单位阵；R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的。
方法二：
所述步骤1-1中，直接将M个用户反馈的信道系数，构成联合信道系数矩阵：
H ^ = H 1 H 2 . . . H M .
所述步骤1-2中，对
Figure BDA0000099472910000137
进行QR分解，获得初始的Q矩阵和R矩阵：
H ^ = R · Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r K 1 r K 2 . . . r KK · Q H .
所述步骤1-2中，用第一个对角线元素的模值归一化所有对角线元素，判断归一化后对角线元素rii的模值大小，删除R矩阵中对角线元素小于门限值的对应行和列，并删除Q矩阵中对应的列。例如，若
Figure BDA0000099472910000141
则将R矩阵的第2行和第2列删除，并将Q矩阵中的第2列删除。在完成上述操作后，获得最终的R矩阵和Q矩阵，假定R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的。
所述步骤1-3中，根据获得的Q矩阵和R矩阵，构造发射侧导频发射矢量，是指经过如下两个基本步骤的操作：
步骤1-3-1：使用R矩阵处理导频发射矢量，若当前资源对应的天线维导频原始矢量为 p 1 p 2 . . . p L L · 1 , 则经过R矩阵处理后的导频发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = p 1 x 2 = p 2 - r 21 r 22 · x 1 x 3 = p 3 - r 32 r 33 · x 2 - r 31 r 33 · x 1 . . . x L = p L - Σ l = 1 L - 1 r Ll r LL · x l .
考虑到导频信号在时频资源上的正交性，天线维导频原始矢量通常具有如下结构： P 1 = p 1 0 . . . 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 . . . 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 . . . ; . . . .
步骤1-3-2：使用Q矩阵，将步骤1-3-1所构造的X矢量，映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Y，其中
Y = Q · X = y 1 y 2 . . . y N t N t · 1 .
本发明所述的位于发射侧的数据处理模块，可以进行如下操作：
步骤2-1：从导频处理模块获得进行数据处理时所必要的信息：Q矩阵和R矩阵，并将各用户的待传输信息构成原始发射矢量 s 1 s 2 . . . s L ;
步骤2-2：用获得的R矩阵处理原始发射矢量，使经过R矩阵处理后的发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = s 1 x 2 = s 2 - r 21 r 22 · x 1 x 3 = s 3 - r 32 r 33 · x 2 - r 31 r 33 · x 1 . . . x L = s L - Σ l = 1 L - 1 r Ll r LL · x l .
步骤2-3：对X中各元素逐次进行求模操作，即：
Y = y 1 y 2 . . . y L = y 1 = x 1 = a 1 y 2 = mod ( a 2 - r 21 r 22 · x 1 , P ) y 3 = mod ( a 3 - r 32 r 33 · y 2 - r 31 r 33 · y 1 , P ) . . . ;
其中P为求模量，其大小为当前发射星座图的最大宽度；在QAM调制系统中，
Figure BDA0000099472910000154
M为调制阶数。所述求模操作“mod”可以定义为：
Figure BDA0000099472910000155
其中，
c为输入变量，是复数，Re(c)表示取实部，Im(c)表示取虚部，
Figure BDA0000099472910000156
表示向下取整操作。
步骤2-4：使用Q矩阵，将步骤2-3中所构造的Y矢量映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Z：
Z = Q · Y z 1 z 2 . . . z N t N t · 1 .
与上述的发射侧相对应，本发明所述的位于接收侧的导频接收模块，可以进行如下操作：
步骤3-1：获得信息以确定要使用的接收天线，该信息由基站通过控制信令告知。所有这些接收天线构成有效接收天线，其选择取决于发射侧在构造联合信道系数时所选择的接收天线所对应的信道系数；
步骤3-2：在相应的接收天线上，根据导频信号的响应计算辅助信息：
rii＝yi P/pi；
其中，yi是第i根天线上的响应，pi是第i个层上发送的导频信号；
并且，保存计算出的辅助信息。
所述有效接收天线，是指发射侧在构造联合信道系数矩阵时，其信道响应系数被用来构造了(而不是未被使用或者被删除了)联合信道系数矩阵的接收天线。
本发明所述的位于接收侧的数据检测模块，可以进行如下操作：
步骤4-1：选择第i根接收天线；
步骤4-2：从导频检测模块获得辅助信息rii；
步骤4-3：根据数据信号的响应以及获得的所述辅助信息，依照如下公式计算，以获得中间值：
ri＝yi S/rii
步骤4-4：对计算出的ri进行求模操作，据此检测出原始发射符号：
si＝mod(ri，P)；其中，
P为求模量，其大小为当前发射星座图的最大宽度；在QAM调制系统中，
Figure BDA0000099472910000162
M为调制阶数；所述求模操作“mod”可以定义为：
Figure BDA0000099472910000171
其中，
c为输入变量，是复数，Re(c)表示取实部，Im(c)表示取虚部，
Figure BDA0000099472910000172
表示向下取整操作。
步骤4-5：重新从基站告知的有效接收天线中选择另一根接收天线，完成上述步骤4-2至4-4，直至所有有效接收天线都完成检测。
下面通过具体的实施例，进一步描述本发明。
实施例1、
假定当前基站的发射天线数Nt＝4，参与本次传输的终端个数为1，该终端的接收天线数Nr＝2，反馈的Rank数为2，测量并反馈的信道系数为H2×4。
导频处理模块进行如下操作：
构造联合信道系数矩阵对
Figure BDA0000099472910000174
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵：
H ~ = R · Q H = r 11 0 r 21 r 22 · Q H ;
假定当前资源块传输的导频数等于传输的Rank数，即每个Rank传输一个导频，则两个导频的原始矢量分别是：
P 1 = p 1 0 ; P 2 = 0 p 2 ;
使用R矩阵对上述两个导频原始矢量进行处理，处理后的矢量为X，则：
X 1 = x 1 1 x 2 1 = x 1 1 = p 1 x 2 1 = - r 21 r 22 p 1 ;
X 2 = x 1 2 x 2 2 = x 1 2 = 0 x 2 2 = p 2 ;
使用Q矩阵处理X矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Y 1 = Q · X 1 = y 1 1 y 2 1 y 3 1 y 4 1 ; Y 2 = Q · X 2 = y 1 2 y 2 2 y 3 2 y 4 2 .
数据处理模块进行如下操作：
假定当前资源块传输的数据信号数等于传输的Rank数，即当前资源块传输2个数据信号，则数据信号矢量为：
S = s 1 s 2 ;
使用R矩阵对上述数据信号矢量进行处理，处理后的矢量为Xs，则：
X s = x 1 x 2 = x 1 = s 1 x 2 = s 2 - r 21 r 22 s 1 ;
对Xs按顺序逐次进行求模处理，即：
Y s = mod ( X s , P ) = mod ( x 1 , P ) mod ( x 2 , P ) = y 1 = x 1 = s 1 y 2 = mod ( x 2 , P ) = s 2 - r 21 r 22 s 1 ± k · P 2 ;
使用Q矩阵处理Y矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Z s = Q · Y s = z 1 z 2 z 3 z 4 .
在完成上述导频与数据处理后，再加上MIMO系统所必须的其他操作，即完成了本发明中发射侧的操作。
在本发明所述的接收侧，分别进行导频信号检测和数据信号检测，其中导频处理模块进行如下操作：
检测导频信号的响应，分别是y1 P和y2 P，据此计算辅助参数r11和r22：
r11＝y1 P/p1；r22＝y2 P/p2；
使用辅助参数进行数据信号检测，即：
s 1 ^ = y 1 s / r 11 ; s 2 ^ = y 2 s / r 22 ;
上式中，
Figure BDA0000099472910000193
和
Figure BDA0000099472910000194
即为获得的原始发射符号的估计值，这样就完成了数据检测。
实施例2、
假定当前基站的发射天线数Nt＝4，参与本次传输的终端个数为2，每个终端的接收天线数都为Nr＝2，反馈的Rank数都为2，测量并反馈的信道系数分别为H1和H2，H1和H2皆为[2*4]的矩阵。
导频处理模块进行如下操作：
构造联合信道系数矩阵：
H ~ = H 1 H 2 ;
对
Figure BDA0000099472910000196
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵：
H ~ = R · Q H = r 11 0 0 0 r 21 r 22 0 0 r 31 r 32 r 33 0 r 41 r 42 r 43 r 44 · Q H ;
假定当前资源块传输的导频数等于传输的Rank数，即每个Rank传输一个导频，则总共传输4个导频信号(2个用户*每个用户2个流)，则4个导频的原始矢量为：
P 1 = p 1 0 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 ; P 4 = 0 0 0 p 4 ;
使用R矩阵对上述四个导频原始矢量进行处理，处理后的矢量为X，则：
X 1 = x 1 1 x 2 1 x 3 1 x 4 1 = x 1 1 = p 1 x 2 1 = - r 21 r 22 p 1 x 3 1 = - r 31 r 33 p 1 x 4 1 = - r 41 r 44 p 1 ; X 2 = x 1 2 x 2 2 x 3 2 x 4 2 = x 1 2 = 0 x 2 2 = p 2 x 3 2 = p 3 - r 32 r 33 p 2 x 4 2 = p 4 - r 43 r 44 x 3 2 - r 42 r 44 p 2 ;
X 3 = x 1 3 x 2 3 x 3 3 x 4 3 = x 1 3 = 0 x 2 3 = 0 x 3 3 = p 3 x 4 3 = p 4 - r 43 r 44 p 3 ; X 4 = x 1 4 x 2 4 x 3 4 x 4 4 = x 1 4 = 0 x 2 4 = 0 x 3 4 = 0 x 4 4 = p 4 ;
使用Q矩阵处理X矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Y 1 = Q · X 1 = y 1 1 y 2 1 y 3 1 y 4 1 ; Y 2 = Q · X 2 = y 1 2 y 2 2 y 3 2 y 4 2 ; Y 3 = Q · X 3 = y 1 3 y 2 3 y 3 3 y 4 3 ; Y 4 = Q · X 4 = y 1 4 y 2 4 y 3 4 y 4 4 .
数据处理模块进行如下操作：
假定当前资源块传输的数据信号数等于传输的Rank数，即当前资源块传输4个数据信号(每个用户传输2个信号*2个用户)，则数据信号矢量为：
S = s 1 s 2 s 3 s 4 ;
使用R矩阵对上述数据信号矢量进行处理，处理后的矢量为Xs，则：
X s = x 1 x 2 x 3 x 4 = x 1 = s 1 x 2 = s 2 - r 21 r 22 s 1 x 3 = s 3 = r 32 r 33 x 2 - x 31 r 33 s 1 x 3 = s 4 - r 43 r 44 x 3 - r 42 r 44 x 2 - r 41 r 44 s 1 ;
对Xs按顺序逐次进行求模处理，即：
Y s = mod ( X s , P ) = mod ( x 1 , P ) mod ( x 2 , P ) mod ( x 3 , P ) mod ( x 4 , P ) = y 1 = x 1 = s 1 y 2 = s 2 - r 21 r 22 y 1 ± k 2 · P 2 y 3 = s 3 - r 32 r 33 y 2 - r 31 r 33 y 1 ± k 3 · P 2 y 4 = s 4 - r 43 r 44 y 3 - r 42 r 44 y 2 - r 41 r 44 y 1 ± k 4 · P 2 ;
使用Q矩阵处理Y矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Z s = Q · Y s = z 1 z 2 z 3 z 4 .
在完成上述导频与数据处理后，再加上MIMO系统所必须的其他操作，即完成了本发明中发射侧的操作。
在本发明所述的接收侧，分别进行导频信号检测和数据信号检测，其中导频处理模块进行如下操作：
检测导频信号的响应，分别是y1 P、y2 P、y3 P和y4 P，据此计算辅助参数r11、r22、r33和r44：
r11＝y1 P/p1；r22＝y2 P/p2；r33＝y3 P/p3；r44＝y4 P/p4；
使用辅助参数进行数据信号检测，即：
s 1 ^ = y 1 S / r 11 ; s 2 ^ = y 2 S / r 22 ; s 3 ^ = y 3 S / r 33 ; s 4 ^ = y 4 S / r 44 ;
上式中，
Figure BDA0000099472910000217
即为获得的原始发射符号的估计值，这样就完成了数据检测。
实施例3
假定当前基站的发射天线数Nt＝4，参与本次传输的终端个数为2，每个终端的接收天线数都为Nr＝2，终端1反馈的Rank＝2，终端2反馈的Rank＝1，两个终端测量并反馈的信道系数分别为H1和H2，H1和H2皆为[2*4]的矩阵。
导频处理模块进行如下操作：
构造联合信道系数矩阵。由于终端2反馈的Rank＝1，则从信道系数矩阵H2中取出一行，参与构造联合信道系数矩阵。
分别取H2中的每一行，构造两个矩阵 H ~ 1 = H 1 H 2 ( 1 , : ) 和 H ~ 2 = H 1 H 2 ( 2 , : ) , 其中H2(1，：)和H2(2，：)分别表示H2的第一行和第二行；分别计算两个矩阵的条件数，假设矩阵2的条件数小于矩阵1：
cond ( H ~ 2 ) < cond ( H ~ 1 ) ;
则联合信道系数矩阵 H ~ = H ~ 2 = H 1 H 2 ( 2 : , ) ;
对
Figure BDA0000099472910000225
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵：
H ~ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 0 r 21 r 22 0 r 31 r 32 r 33 &CenterDot; Q H ;
假定当前资源块传输的导频数等于传输的Rank数，即每个Rank传输一个导频，则总共传输3个导频信号(1*2+1*1)，则3个导频的原始矢量为：
P 1 = p 1 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 ; P 3 = 0 0 p 3 ;
使用R矩阵对上述三个导频原始矢量进行处理，处理后的矢量为X，则：
X 1 = x 1 1 x 2 1 x 3 1 = x 1 1 = p 1 x 2 1 = - r 21 r 22 p 1 x 3 1 = - r 31 r 33 p 1 ; X 2 = x 1 2 x 2 2 x 3 2 = x 1 2 = 0 x 2 2 = p 2 x 3 2 = p 3 - r 32 r 33 p 2 ; X 3 = x 1 3 x 2 3 x 3 3 = x 1 3 = 0 x 2 3 = 0 x 3 3 = p 3 ;
使用Q矩阵处理X矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Y 1 = Q &CenterDot; X 1 = y 1 1 y 2 1 y 3 1 y 4 1 ; Y 2 = Q &CenterDot; X 2 = y 1 2 y 2 2 y 3 2 y 4 2 ; Y 3 = Q &CenterDot; X 3 = y 1 3 y 2 3 y 3 3 y 4 3 .
数据处理模块进行如下操作：
假定当前资源块传输的数据信号数等于传输的Rank数，即当前资源块传输3个数据信号(1*2+1*1)，则数据信号矢量为：
S = s 1 s 2 s 3 ;
使用R矩阵对上述数据信号矢量进行处理，处理后的矢量为Xs，则：
X s = x 1 x 2 x 3 x 1 = s 1 x 2 = s 2 - r 21 r 22 s 1 x 3 = s 3 - r 32 r 33 x 2 - r 31 r 33 s 1 ;
对Xs按顺序逐次进行求模处理，即：
Y s = mod ( X s , P ) = mod ( x 1 , P ) mod ( x 2 , P ) mod ( x 3 , P ) = y 1 = x 1 = s 1 y 2 = s 2 - r 21 r 22 y 1 &PlusMinus; k 2 &CenterDot; P 2 y 3 = s 3 - r 32 r 33 y 2 - r 31 r 33 y 1 &PlusMinus; k 3 &CenterDot; P 2 ;
使用Q矩阵处理Y矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Z s = Q &CenterDot; Y s = z 1 z 2 z 3 z 4 ;
在完成上述导频与数据处理后，再加上MIMO系统所必须的其他操作，这样就完成了本发明中发射侧的操作。
在本发明所述的接收侧，分别进行导频信号检测和数据信号检测，其中导频处理模块进行如下操作：
检测导频信号的响应，分别是y1 P、y2 P和y4 P，其中，第2个用户的第1根接收天线上的响应y3 P是无效的(这一信息终端通过其他下行信令获得)，计算辅助参数r11、r22和r33：
r11＝y1 P/p1；r22＝y2 P/p2；r33＝y4 P/p3；
使用辅助参数进行数据信号检测，其中，第2个用户的第1根接收天线上的响应y3是无效的，即：
s 1 ^ = y 1 S / r 11 ; s 2 ^ = y 2 S / r 22 ; s 3 ^ = y 4 S / r 33 ;
上式中，
Figure BDA0000099472910000244
即为获得的原始发射符号的估计值，这样就完成了数据检测。
实施例4
假定当前基站的发射天线数Nt＝4，参与本次传输的终端个数为2，每个终端的接收天线数都为Nr＝2，反馈的Rank数都为2，测量并反馈的信道系数分别为H1和H2，H1和H2皆为[2*4]的矩阵。
导频处理模块进行如下操作：
构造联合信道系数矩阵：
H ~ = H 1 H 2 ;
对
Figure BDA0000099472910000246
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵：
H ~ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 0 0 r 21 r 22 0 0 r 31 r 32 r 33 0 r 41 r 42 r 43 r 44 &CenterDot; Q H ;
由于分解以后，出现了某一对角线元素归一化值小于门限值的情况，假定
Figure BDA0000099472910000251
则对分解后的R、Q矩阵进行修正，分别删除R矩阵的第3行和第3列，删除Q矩阵的第3列：
R = r 11 0 0 r 21 r 22 0 r 41 r 42 r 44 ; Q H = [ q 1 H | q 2 H | q 4 H ] ;
假定当前资源块传输的导频数等于信道可以传输的总空时流数，完成上述删除操作后，用户2仅能传输一个流，即Rank2＝1，则总共传输3个导频信号：
P 1 = p 1 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 ; P 3 = 0 0 p 3 ;
使用R矩阵对上述三个导频原始矢量进行处理，处理后的矢量为X，则：
X 1 = x 1 1 x 2 1 x 3 1 = x 1 1 = p 1 x 2 1 = - r 21 r 22 p 1 x 3 1 = - r 41 r 44 p 1 ; X 2 = x 1 2 x 2 2 x 3 2 = x 1 2 = 0 x 2 2 = p 2 x 3 2 = p 3 - r 42 r 44 p 2 ; X 2 = x 1 2 x 2 2 x 3 2 = x 1 2 = 0 x 2 2 = 0 x 3 2 = p 3 ;
使用Q矩阵处理X矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Y 1 = Q &CenterDot; X 1 = y 1 1 y 2 1 y 3 1 y 4 1 ; Y 2 = Q &CenterDot; X 2 = y 1 2 y 2 2 y 3 2 y 4 2 ; Y 3 = Q &CenterDot; X 3 = y 1 3 y 2 3 y 3 3 y 4 3 .
数据处理模块进行如下操作：
假定当前资源块传输的数据信号数等于传输的Rank数，即当前资源块传输3个数据信号(1*2+1*1)，则数据信号矢量为：
X s = x 1 x 2 x 3 x 1 = s 1 x 2 = s 2 - r 21 r 22 s 1 x 3 = s 3 - r 42 r 44 x 2 - r 41 r 44 s 1 ;
对Xs按顺序逐次进行求模处理，即：
Y s = mod ( X s , P ) = mod ( x 1 , P ) mod ( x 2 , P ) mod ( x 3 , P ) = y 1 = x 1 = s 1 y 2 = s 2 - r 21 r 22 y 1 &PlusMinus; k 2 &CenterDot; P 2 y 3 = s 3 - r 42 r 44 y 2 - r 41 r 44 y 1 &PlusMinus; k 4 &CenterDot; P 2 ;
使用Q矩阵处理Y矢量，将之映射至4根发射天线上，即：
Z s = Q &CenterDot; Y s = z 1 z 2 z 3 z 4 ;
在完成上述导频与数据处理后，再加上MIMO系统所必须的其他操作，即完成了本发明中发射侧的操作。
在本发明所述的接收侧，分别进行导频信号检测和数据信号检测，其中导频处理模块进行如下操作：
检测导频信号的响应，分别是y1 P、y2 P和y4 P，其中，第2个用户的第1根接收天线上的响应y3 P是无效的(这一信息终端通过其他下行信令获得)，计算辅助参数r11、r22和r33：
r11＝y1 P/p1；r22＝y2 P/p2；r33＝y4 P/p3；
使用辅助参数进行数据信号检测，其中，第2个用户的第1根接收天线上的响应y3 S是无效的，即：
s 1 ^ = y 1 S / r 11 ; s 2 ^ = y 2 S / r 22 ; s 3 ^ = y 4 S / r 33 ;
上式中，
Figure BDA0000099472910000274
即为获得的原始发射符号的估计值，这样就完成了数据检测。
由以上所述可知，可以进行如图3所示的操作。具体而言，首先将导频信号映射到各天线端口要发射的导频子载波上，其流程与通常的数据信号的非线性预编码流程的区别仅在于不进行求模操作，而其它操作流程则基本相同，即进行迭代层映射(以生成B-I矩阵)和正交化操作(以生成M矩阵)。在上述过程中，迭代层映射和正交化操作所需的R矩阵和Q矩阵可由联合信道系数矩阵分解得到。接下来，将数据信号映射到各天线端口要发射的数据子载波上，其基本流程为迭代层映射、求模、正交化映射；在这一过程中，迭代层映射和正交化操作所需的R矩阵和Q矩阵通过导频处理模块获得，H表示无线信道，n表示加性高斯白噪声，y表示各有效天线接收信号。从接收信号的导频子载波上提取出导频信号的响应，计算出辅助信息rii并传递给数据检测模块；数据检测模块根据收到的辅助信息rii和数据信号的响应yi，进行检测以获得原始数据信号。
结合图2、图3可知，发射侧和接收侧所进行的处理可分别表示如图4、5所示的流程。
由图4可见，在发射信号前，先要进行导频信号处理和数据信号处理。
在进行导频信号处理时，需要构造联合信道系数矩阵，并对其进行QR分解，之后使用分解出的R矩阵对导频信号进行迭代处理，还使用Q矩阵对发射矢量进行正交化操作，并映射至天线。
需要说明的是，在对联合信道系数矩阵进行QR分解后，需要将分解出的Q、R矩阵的信息应用于数据信号处理。
在进行数据信号处理时，需要获取分解出的所述Q、R矩阵的信息，使用其中的R矩阵对数据信号进行迭代处理，还使用其中的Q矩阵对发射矢量进行正交化操作，并映射至天线。
最终，将映射到天线的导频和数据合并处理并发射。
图5中，位于接收侧的导频接收模块从全部有效接收天线中选择一根接收天线，以从导频子载波上提取出导频信号的响应，计算出所述接收天线对应的辅助信息；位于接收侧的数据检测模块从所述接收天线收到的数据子载波上提取出数据信号的响应，并根据所述辅助信息，进行所述接收天线上数据信号的检测(该检测包括用数据信号的响应除以辅助信息和求模操作两步)，以获取原始的数据信号。在完成所述接收天线的全部数据子载波的检测后，从有效接收天线中选择另一根接收天线重复上述步骤，直至完成全部有效接收天线的检测。
结合以上描述可知，本发明的非线性预编码处理思路可以表示如图6所示的流程，该流程包括以下步骤：
步骤610：基于非线性预编码进行数据传输。
步骤620：在传输所述数据时，还传输用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号。
综上所述可见，无论是方法、装置还是系统，本发明的非线性预编码处理技术具有可实现性、鲁棒性，在通过参考信号来辅助数据的接收和检测的同时，有效提升了数据检测的可靠性。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

Claims (23)

1.一种非线性预编码处理方法，其特征在于，该方法包括：
基于非线性预编码进行数据传输时，还传输用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在进行所述数据传输时还传输所述参考信号的过程包括：
进行作为所述参考信号的导频信号的非线性预编码操作，还进行数据信号的非线性预编码操作；
在对所述导频信号以及数据信号处理完成后，将完成处理的所述导频信号和数据信号合并，并通过发射天线发射出去。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，进行所述导频信号的非线性预编码操作的方法为：
针对所述导频信号经过和数据信号同样的非线性预编码流程而不进行求模操作。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，进行所述导频信号的非线性预编码操作的过程包括：
根据用户的信道系数和秩Rank，构造联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000011
对所述联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000012
进行数值分解，获得进一步处理所需的两个系数矩阵Q矩阵和R矩阵，并结合待发送的导频信号以构造发射侧导频发射矢量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，构造联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000013
并对其进行数值分解的方法包括以下方法中至少之一：
方法一：
从第i个用户的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr·Nt]维)挑选出ri行，所述ri为第i个用户的信道秩，形成[ri·Nt]维的矩阵将M个用户的
Figure FDA0000099472900000015
矩阵构造成联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000021
H ~ = H ^ 1 H ^ 2 . . . H ^ M ; 其维度是
Figure FDA0000099472900000023
通过对
Figure FDA0000099472900000024
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵，即：
H ~ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r L 1 r L 2 . . . r LL &CenterDot; Q H ;
其中R矩阵为下三角矩阵，Q为酉矩阵，即满足QH·Q＝Q·QH＝I，I矩阵为单位阵；R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的；
方法二：
直接将M个用户的信道系数，构成联合信道系数矩阵：
H ^ = H 1 H 2 . . . H M ;
对
Figure FDA0000099472900000027
进行QR分解，获得初始的Q矩阵和R矩阵：
H ^ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r K 1 r K 2 . . . r KK &CenterDot; Q H ;
用第一个对角线元素的模值归一化所有对角线元素，判断归一化后对角线元素rii的模值大小，删除R矩阵中对角线元素小于门限值的对应行和列，并删除Q矩阵中对应的列，之后获得最终的R矩阵和Q矩阵。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述挑选出ri行的方法为：
遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵
Figure FDA0000099472900000029
的条件数最大的每个
Figure FDA00000994729000000210
的构造方法，即，
max H i ( | | ( H ~ ) - 1 | | &CenterDot; | | H ~ | | ) ;
上式中，||A||表示求矩阵A的范数。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
对M个传输用户进行排序，排序后的信道系数矩阵组表示为然后，按照i1，i2，...，iM的顺序，逐次选择
Figure FDA0000099472900000033
矩阵，使得已构造的当前联合信道矩阵的条件数最大。
8.根据权利要求4至7任一项所述的方法，其特征在于，根据获得的Q矩阵和R矩阵构造发射侧导频发射矢量的过程包括：
使用R矩阵处理导频发射矢量，在当前资源对应的天线维导频原始矢量为 p 1 p 2 . . . p L L &CenterDot; 1 时，经过R矩阵处理后的导频发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = p 1 x 2 = p 2 - r 21 r 22 &CenterDot; x 1 x 3 = p 3 - r 32 r 33 &CenterDot; x 2 - r 31 r 33 &CenterDot; x 1 . . . x L = p L - &Sigma; l = 1 L - 1 r Ll r LL &CenterDot; x l ;
考虑到导频信号在时频资源上的正交性，天线维导频原始矢量通常具有如下结构： P 1 = p 1 0 . . . 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 . . . 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 . . . ; . . . ;
使用Q矩阵，将构造的前述X矢量映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Y，其中
Y = Q &CenterDot; X = y 1 y 2 . . . y N t N t &CenterDot; 1 .
9.根据权利要求1至7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括在接收侧对作为所述参考信号的导频信号进行的处理：
从导频信号的响应中计算出辅助信息，用于进行数据检测。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述从导频信号的响应中计算出辅助信息的过程包括：
在接收天线上，根据导频信号的响应计算辅助信息：
rii＝yi P/pi；
其中，yi是第i根天线上的响应，pi是第i个层上发送的导频信号；
并且，保存计算出的辅助信息。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，该方法还包括：
从所述导频检测模块获得辅助信息rii；
根据数据信号的响应以及获得的所述辅助信息，依照如下公式计算，以获得中间值：
ri＝yi S/rii；
对计算出的ri进行求模操作，据此检测出原始发射符号：
si＝mod(ri，P)；其中，P为求模量；
针对所有有效接收天线，完成上述操作，直至所有有效接收天线都完成检测。
12.一种非线性预编码处理装置，位于发射侧，其特征在于，该装置包括导频处理模块、数据处理模块；其中，
所述数据处理模块，用于基于非线性预编码进行数据处理，以传输处理后的数据；
所述导频处理模块，用于处理并生成用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号，以在所述数据处理模块传输所述数据时由所述导频处理模块传输所述参考信号。
13.根据权利要求12所述的装置，其特征在于，
所述导频处理模块，用于进行作为所述参考信号的导频信号的非线性预编码操作，生成后续用于与数据信号合并的导频信号；
所述数据处理模块，用于进行数据信号的非线性预编码操作，生成后续用于与导频信号合并的数据信号。
14.根据权利要求13所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块在进行所述导频信号的非线性预编码操作时，用于：
针对所述导频信号经过和数据信号同样的非线性预编码流程而不进行求模操作。
15.根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块在进行所述导频信号的非线性预编码操作时，用于：
根据用户的信道系数和Rank，构造联合信道系数矩阵
对所述联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000052
进行数值分解，获得进一步处理所需的两个系数矩阵Q矩阵和R矩阵，并结合待发送的导频信号以构造发射侧导频发射矢量。
16.根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块在构造联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000053
并对其进行数值分解时，用于应用以下方法中至少之一：
方法一：
从第i个用户反馈的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr·Nt]维)挑选出ri行，ri为第i个用户的信道秩，形成[ri·Nt]维的矩阵
Figure FDA0000099472900000054
将M个用户的
Figure FDA0000099472900000055
矩阵构造成联合信道系数矩阵
Figure FDA0000099472900000061
H ~ = H ^ 1 H ^ 2 . . . H ^ M ; 其维度是
Figure FDA0000099472900000063
通过对
Figure FDA0000099472900000064
矩阵进行QR分解，获得Q矩阵和R矩阵，即：
H ~ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r L 1 r L 2 . . . r LL &CenterDot; Q H ;
其中R矩阵为下三角矩阵，Q为酉矩阵，即满足QH·Q＝Q·QH＝I，I矩阵为单位阵；R矩阵是[L·L]维的，Q矩阵是[L·Nt]维的；
方法二：
直接将M个用户反馈的信道系数，构成联合信道系数矩阵：
H ^ = H 1 H 2 . . . H M ;
对
Figure FDA0000099472900000067
进行QR分解，获得初始的Q矩阵和R矩阵：
H ^ = R &CenterDot; Q H = r 11 0 . . . 0 r 21 r 22 . . . 0 . . . r K 1 r K 2 . . . r KK &CenterDot; Q H ;
用第一个对角线元素的模值归一化所有对角线元素，判断归一化后对角线元素rii的模值大小，删除R矩阵中对角线元素小于门限值的对应行和列，并删除Q矩阵中对应的列，之后获得最终的R矩阵和Q矩阵。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块在挑选出ri行时，用于：
遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵
Figure FDA0000099472900000069
的条件数最大的每个
Figure FDA00000994729000000610
的构造方法，即，
max H i ( | | ( H ~ ) - 1 | | &CenterDot; | | H ~ | | ) ;
上式中，||A||表示求矩阵A的范数。
18.根据权利要求17所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块还用于：
对M个传输用户进行排序，排序后的信道系数矩阵组表示为
Figure FDA0000099472900000072
然后，按照i1，i2，...，iM的顺序，逐次选择
Figure FDA0000099472900000073
矩阵，使得已构造的当前联合信道矩阵的条件数最大。
19.根据权利要求15至18任一项所述的装置，其特征在于，所述导频处理模块根据获得的Q矩阵和R矩阵构造发射侧导频发射矢量时，用于：
使用R矩阵处理导频发射矢量，在当前资源对应的天线维导频原始矢量为 p 1 p 2 . . . p L L &CenterDot; 1 时，经过R矩阵处理后的导频发射矢量为：
X = x 1 x 2 . . . x L = x 1 = p 1 x 2 = p 2 - r 21 r 22 &CenterDot; x 1 x 3 = p 3 - r 32 r 33 &CenterDot; x 2 - r 31 r 33 &CenterDot; x 1 . . . x L = p L - &Sigma; l = 1 L - 1 r Ll r LL &CenterDot; x l ;
考虑到导频信号在时频资源上的正交性，天线维导频原始矢量通常具有如下结构： P 1 = p 1 0 . . . 0 0 ; P 2 = 0 p 2 0 . . . 0 ; P 3 = 0 0 p 3 0 . . . ; . . . ;
使用Q矩阵，将构造的前述X矢量映射到各个发射天线上，获得天线口发射矢量Y，其中
Y = Q &CenterDot; X = y 1 y 2 . . . y N t N t &CenterDot; 1 .
20.根据权利要求12至18任一项所述的装置，其特征在于，该装置与位于接收侧的导频接收模块之间存在通信连接；
所述导频接收模块，用于对作为所述参考信号的导频信号进行处理，以从导频信号的响应中计算出用于进行数据检测的辅助信息。
21.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述导频接收模块在从导频信号的响应中计算出辅助信息时，用于：
在接收天线上，根据导频信号的响应计算辅助信息：
rii＝yi P/pi；
其中，yi是第i根天线上的响应，pi是第i个层上发送的导频信号；
并且，保存计算出的辅助信息。
22.根据权利要求20所述的装置，其特征在于，所述导频接收模块还与位于接收侧的数据检测模块连接；所述数据检测模块，用于根据所述辅助信息进行数据检测：
从所述导频检测模块获得辅助信息rii；
根据数据信号的响应以及获得的所述辅助信息，依照如下公式计算，以获得中间值：
ri＝yi S/rii；
对计算出的ri进行求模操作，据此检测出原始发射符号：
si＝mod(ri，P)；其中，P为求模量；
针对所有有效接收天线，完成上述操作，直至所有有效接收天线都完成检测。
23.一种非线性预编码处理系统，其特征在于，该系统包括位于发射侧的导频处理模块、数据处理模块，还包括位于接收侧的导频接收模块、数据检测模块；其中，
所述数据处理模块，用于基于非线性预编码进行数据处理，以传输处理后的数据；
所述导频处理模块，用于处理并生成用于指示所述数据经过信道传输后产生的畸变的参考信号，以在所述数据处理模块传输所述数据时由所述导频处理模块传输所述参考信号；
所述导频接收模块，用于对收到的作为所述参考信号的导频信号进行处理，以从导频信号的响应中计算出用于进行数据检测的辅助信息；
所述数据检测模块，用于根据所述辅助信息进行数据检测。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104113500A (zh) * 2013-04-22 2014-10-22 华为技术有限公司 一种信道均衡方法和预编码处理方法、相关装置及系统
US9438323B2 (en) 2013-05-10 2016-09-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and device for sending user-specific reference signal
CN106105048A (zh) * 2014-03-11 2016-11-09 阿尔卡特朗讯 具有分开跟踪的非线性预编码器
CN110754045A (zh) * 2017-06-14 2020-02-04 诺基亚通信公司 多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的MU-MIMO预编码器设计和使用

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1943158A (zh) * 2004-04-08 2007-04-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于改善sir估计的组合信号干扰比（sir）估计
CN101258694A (zh) * 2005-09-08 2008-09-03 诺基亚公司 无线通信系统中的数据发送方案
CN101686073A (zh) * 2008-09-22 2010-03-31 大唐移动通信设备有限公司 预编码功率归一化参数的发送、接收方法及设备
CN102123114A (zh) * 2010-12-31 2011-07-13 北京邮电大学 用于mimo系统中的基于非码本预编码的传输方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1943158A (zh) * 2004-04-08 2007-04-04 皇家飞利浦电子股份有限公司 用于改善sir估计的组合信号干扰比（sir）估计
CN101258694A (zh) * 2005-09-08 2008-09-03 诺基亚公司 无线通信系统中的数据发送方案
CN101686073A (zh) * 2008-09-22 2010-03-31 大唐移动通信设备有限公司 预编码功率归一化参数的发送、接收方法及设备
CN102123114A (zh) * 2010-12-31 2011-07-13 北京邮电大学 用于mimo系统中的基于非码本预编码的传输方法

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104113500A (zh) * 2013-04-22 2014-10-22 华为技术有限公司 一种信道均衡方法和预编码处理方法、相关装置及系统
CN104113500B (zh) * 2013-04-22 2017-09-29 华为技术有限公司 一种信道均衡方法和预编码处理方法、相关装置及系统
US9438323B2 (en) 2013-05-10 2016-09-06 Huawei Technologies Co., Ltd. Method and device for sending user-specific reference signal
CN106105048A (zh) * 2014-03-11 2016-11-09 阿尔卡特朗讯 具有分开跟踪的非线性预编码器
CN106105048B (zh) * 2014-03-11 2019-03-01 阿尔卡特朗讯 具有分开跟踪的非线性预编码器
CN110754045A (zh) * 2017-06-14 2020-02-04 诺基亚通信公司 多径环境中具有受约束的RF链的宽带mMIMO系统的MU-MIMO预编码器设计和使用
US11190249B2 (en) 2017-06-14 2021-11-30 Nokia Solutions And Networks Oy MU-MIMO precoder design and use for a wideband mMIMO system with constrained RF chains in a multi-path environment
CN110754045B (zh) * 2017-06-14 2022-07-05 诺基亚通信公司 用于通信的方法、装置及计算机可读介质

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