CN1968041A - 一种增强实际mimo系统接收机性能的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种增强实际MIMO系统接收机性能的方法，其中所述MIMO系统的发送端共有M根发送天线，接收端有N根接收天线，所述方法包括步骤：发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，M)，并且经过第i根发送天线发送出去；接收天线收到信号并经过AGC模块后，在第j根接收天线上得到信号R_j(j＝1，2，...，N)，其中噪声表示为n_j，其平均功率为σ_j ²；对R_j进行噪声功率的简化估计得到σ_j ²，确定标准噪声功率σ₀ ²，并得出各接收天线的加权因子；对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线上的信号乘以对应的加权因子，得到，使得接收到的信号中的噪声平均功率一致；对经过加权的信号

Description

一种增强实际MIMO系统接收机性能的方法

技术领域

随着人们对无线移动通信系统在传输速率、传输效率和服务质量等方面提出了越来越高的要求，MIMO(多入多出)应运而生，该技术通过在发送端和接收端设置多根天线，从而在有限的资源内极大地提升系统的可靠性和有效性，为用户带来更高速率和更佳质量的服务。

背景技术

MIMO技术包括发送端的多天线和接收端的多天线，即在发送端和接收端采用多天线，达到分集和复用的目的。它是一种为利用空域资源，提高系统传输速率和系统频带利用率以及系统性能而提出的发送接收传输技术。

在一个实际的MIMO系统中，由于接收端器件原因，不同接收通路的信号受到的噪声的影响有可能不同。另一方面，接收通路采用自动增益控制模块(AGC)，该模块对接收到的信号乘以某一权值，把信号的幅度控制在一个固定范围内；由于实际无线信道是变化的，不同接收天线的接收通路的信号幅度不同，AGC的权值也不相同，这就造成不同接收通路上进行解调和译码的信号中的噪声平均功率相差较大，从而MIMO系统的性能受到损失。

发明内容

针对MIMO系统中各接收天线的接收通路的信号中由于噪声平均功率不同而影响MIMO系统性能的问题，本发明提出一种增强实际MIMO系统接收机性能的方法。

根据本发明，提供了一种增强实际MIMO系统接收机性能的方法，其中所述MIMO系统的发送端共有M根发送天线，接收端有N根接收天线，所述方法包括步骤：

发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，M)，并且经过第i根发送天线发送出去；

接收天线收到信号并经过AGC模块后，在第j根接收天线上得到信号R_j(j＝1，2，...，N)，其中噪声表示为n_j，其平均功率为σ_j ²；

对R_j进行噪声功率的简化估计得到σ_j ²，确定标准噪声功率σ₀ ²，并得出各接收天线的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2};$

对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线上的信号乘以对应的加权因子，得到 $\widetilde{R_j}=R_j\·f_j,$ 使得接收到的信号中的噪声平均功率一致；

对经过加权的信号 进行信道估计以及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

优选地，对于第j根接收天线上经过AGC模块之后的信号R_j(j＝1，2，...，N)进行噪声功率的简化估计，得到第j根接收天线的通路上的噪声功率σ_j ²。

优选地，确定标准噪声功率σ₀ ²，并得出第j根接收天线的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2}.$

优选地，对各接收通路的信号进行加权处理，即对第j根接收天线的接收通路上的信号乘以对应的加权因子，得到 $\widetilde{R_j}=R_j\·f_j,$ 从而使得接收到的信号中的噪声平均功率一致。

优选地，对经过加权的信号 进行信道估计及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

附图说明

图1是采用本发明的MIMO系统链路结构图。

具体实施方式

根据本发明，提出了一种在MIMO系统的接收端，首先对每根接收天线的接收通路上经过AGC模块后的信号进行噪声的简化估计，然后根据各接收通路中噪声的平均功率对各接收通路上的信号进行修正，最终保证各接收通路信号中的噪声平均功率一致，从而保证MIMO系统性能的方法，所述方法和步骤包括如下：

设在一个MIMO系统中发送端共有M根发送天线，接收端有N根接收天线，第i根发送天线(i＝1，2，...，M)上发出的信号表示为S_i，第j根接收天线(j＝1，2，...，N)的接收通路上收到并经过AGC之后的信号表示为R_j，此信号受到的噪声影响表示为n_j，其平均功率为σ_j ²，该方法的步骤如下所述：

第一步，发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，M)，经过第i根发送天线发送出去。

第二步，第j根接收天线收到信号并经过AGC模块后，得到信号R_j(j＝1，2，...，N)，并进行噪声功率的简化估计得到σ_j ²。

第三步，确定一个标准噪声功率σ₀ ²，并求出第j根接收天线的接收通路的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2}.$

第四步，对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线的接收通路上的信号乘以对应的加权因子，得到 $\widetilde{R_j}=R_j\·f_j,$ 保证接收到的信号的噪声功率一致。

第五步，对经过加权的信号 $\widetilde{R_j}(j=\mathrm{1,2},...,N)$ 进行信道估计及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出原始信号。

下面参照附图并结合具体实例详细描述本发明。

发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，M)，经过第i根发送天线发送出去。设信号从第i根发送天线到第j根接收天线的信道衰落为H_i，j，接收天线收到的信号经过相应AGC模块后为R_j(j＝1，2，...，N)，此信号中叠加的噪声表示为n_j，其功率为σ_j ²，则

$R_j=\underset{i-1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{i,j}\·S_i+n_j---\left(1\right)$

进行噪声功率的判定，得到第j根接收天线的接收通路上信号中的噪声功率σ_j ²。确定一个标准噪声功率σ₀ ²，并求出各接收天线的加权因子：

$f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2}---\left(2\right)$

对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线上的信号乘以对应的加权因子f_j，得到：

$\widetilde{R_j}=R_j\·f_j=\underset{i=1}{\overset{M}{\mathrm{\Σ}}}{H}_{i,j}\·S_i\·f_j+n_j\·f_j---\left(3\right)$

从而使第j根接收天线的接收通路信号中的噪声功率为：

$E\left({|n_j\·f_j|}^2\right)={{\mathrm{\σ}}_j}^2\·{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2={{\mathrm{\σ}}_0}^2---\left(4\right)$

保证接收到的信号中的噪声功率一致。

对经过加权的信号 进行信道估计及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

具体地说，参看图1，在一个4发8收的MIMO系统中，发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，4)，经过第i根发送天线发送出去。接收天线收到信号并经过AGC模块后，在第j根接收天线上得到信号R_j(j＝1，2，...，8)，并进行噪声功率的简化估计得到第j根接收天线的通路信号中的噪声功率σ_j ²。确定标准噪声功率σ₀ ²，并求出第j根接收天线的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2}.$ 对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线的接收通路上的信号乘以加权因子f_j，得到 $\widetilde{R_j}=R_j\·f_j,$ 保证接收到的信号中的噪声功率一致。对经过加权的信号进行信道估计及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

Claims (5)

1、一种增强实际MIMO系统接收机性能的方法，其中所述MIMO系统的发送端共有M根发送天线，接收端有N根接收天线，所述方法包括步骤：

发送端的信源信号经过编码、调制以及MIMO发送处理之后得到S_i(i＝1，2，...，M)，并且经过第i根发送天线发送出去；

接收天线收到信号并经过AGC模块后，在第j根接收天线上得到信号R_j(j＝1，2，...，N)，其中噪声表示为n_j，其平均功率为σ_j ²；

对R_j进行噪声功率的简化估计得到σ_j ²，确定标准噪声功率σ₀ ²，并得出各接收天线的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2};$

对接收到的信号进行加权处理，即对第j根接收天线上的信号乘以对应的加权因子，得到 ${\tilde{R}}_j=R_j\·f_j,$ 使得接收到的信号中的噪声平均功率一致；

对经过加权的信号

进行信道估计以及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，对于第j根接收天线上经过AGC模块之后的信号R_j(j＝1，2，...，N)进行噪声功率的简化估计，得到第j根接收天线的通路上的噪声功率σ_j ²。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于，确定标准噪声功率σ₀ ²，并得出第j根接收天线的加权因子 $f_j=\sqrt{{{\mathrm{\σ}}_0}^2/{{\mathrm{\σ}}_j}^2}.$

4、根据权利要求3的方法，其特征在于，对各接收通路的信号进行加权处理，即对第j根接收天线的接收通路上的信号乘以对应的加权因子，得到 ${\tilde{R}}_j=R_j\·f_j,$ 从而使得接收到的信号中的噪声平均功率一致。

5、根据权利要求4的方法，其特征在于，对经过加权的信号 进行信道估计及MIMO检测，并经过解调及译码之后恢复出信源信号。

Images