WO2012109853A1

WO2012109853A1 - 通过预编码消除远端串音的方法和装置

Info

Publication number: WO2012109853A1
Application number: PCT/CN2011/077780
Authority: WO
Inventors: 涂建平; 卫东
Original assignee: 华为技术有限公司
Priority date: 2011-07-29
Filing date: 2011-07-29
Publication date: 2012-08-23
Also published as: CN102318299A; CN102318299B

Abstract

本发明公开了一种通过预编码消除远端串音的方法，包括：对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵中包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵；对发送信号进行预编码，并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率谱掩码的限制。本发明实施例还提供相应的装置。本发明技术方案，由于只需要对非强对角占优的信道进行频谱控制，不必对全部信道进行频谱控制，可以减少因频谱控制造成的信道传输性能的损失；由于可以通过分别求解维度较小的子矩阵的预编码矩阵获得整个信道矩阵的预编码矩阵，可以降低求预编码矩阵的复杂度，减小计算量。

Description

通过预编码消除远端串音的方法和装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种通过预编码消除远端串音的方法和装置。

背景技术

数字用户线路 ( Digital Subscriber Line, DSL )是一种以电话双绞线为传输介质的高速数据传输技术。 xDSL是各种类型 DSL的总称。数字用户线路接入复用器（ Digital Subscriber Line Access Multiplexer, DSLAM )是各种 DSL 系统的局端设备，用于提供多路 xDSL接入。由于电磁感应， DSLAM接入的多路信号之间会产生干扰，称为串音（ Crosstalk )，其中包括远端串音（ Far-end Crosstalk, FEXT ),严重的远端串音会显著降低信道速率，影响信道传输性能。

业界提出了一种向量化（ Vectored ) DSL技术，通过在 DSLAM端进行联合收发来抵消远端串音。通常，电缆束中的每条线对上发送的信号都是向量信号，除了本身的信号分量以外，还包括与其他线对上的信号相关的信号分量。可以用信道矩阵 H表示各线对之间的传递函数以及对应的串音传递函数，用 X 表示信道输入向量， y表示信道输出向量，用 n表示噪声向量。则信道传输方程可以表示为： y=Hx+n。其中，如果信道个数为整数 M, 则 H是一个 M x M 的矩阵， x、 y以及 n都是 M 1的矩阵。

对于下行信道，向量化 DSL技术引入一个预编码器对发送信号 X进行预编码来消除远端串音。设预编码矩阵为 P, 则发送的信号为 Px, 那么接收端接收的信号y=HPx+n。计算一个合适的 P, 使 HP成为一个对角矩阵，则远端串音就可以消除了。通常，理想的预编码矩阵

其中， H-¹是 H的逆矩阵； H_d是 H的对角矩阵，即，将 H中的主对角线以外的元素置零，只保留主对角线的元素的矩阵。

预编码后的信号发送功率可能会增大，超过功率语掩码（PSDMASK )的限制。为保证信号发送功率满足 PSDMASK的要求，有必要进行归一化处理，

1

_ __ H ¹ H

殳归一化因子为 β , 则归一化后的预编码矩阵为： β ^d 归一化处理可以使信号发送功率满足 PSDMASK的要求，但是存在如下问题：如果某一个信道受到的串扰比其它信道大 4艮多，归一化因子就需要 4艮大，归一化处理后，其它受到串扰较小的信道的发射功率谱及信噪比（SNR )会明显降低，从而使得信道传输性能损失较大。

发明内容

本发明实施例提供一种通过预编码消除远端串音的方法，可以减小归一化处理后信道传输性能的损失。本发明实施例还提供相应的装置。

一种通过预编码消除远端串音的方法，包括：

对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵中包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵；对发送信号进行预编码，并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

一种通过预编码消除远端串音的装置，包括：

分块单元，用于对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵中包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵；

预编码单元，用于对发送信号进行预编码；

频语控制单元，用于对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

本发明实施例方法，将信道矩阵分块，使分块后的子矩阵包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵，在进行预编码和频语控制时，只需要对非强对角占优的信道进行频语控制，而不必对全部信道进行频谱控制，就可使信号发送功率不超过功率语掩码的限制，从而，强对角占优的信道的发射功率谱及信噪比不会受频语控制的影响而降低，信道传输性能的损失得以减少。并且，将信道矩阵分块后，可以通过分别求解维度较小的子矩阵的预编码矩阵获得整个信道矩阵的预编码矩阵，从而降低求预编码矩阵的复杂度，减小计算量。

附图说明

图 1是本发明实施例提供的通过预编码消除远端串音的方法的流程图；图 2是本发明实施例提供的预编码装置的逻辑结构图。具体实施方式

本发明实施例提供一种通过预编码消除远端串音的方法，通过将信道矩阵分块，使信道矩阵中的一部分具有强对角占优特性，另一部分具有非强对角占优特性，从而不必对全部信道进行频谱控制，只需对其中具有非强对角占优特性的信道进行频语控制，可以减少信道传输性能在频语控制后的损失。本发明实施例还提供相应的装置。以下结合附图分别进行详细说明。请参考图 1 , 本发明实施例提供一种通过预编码消除远端串音的方法，包括：

110、对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵中包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵。假设电缆束中包含 M条线对，每条线对作为一个信道，则该电缆束的信道矩阵可以写为如下形式：

H =

其中， ½表示线对 i的传递函数，表示线对 j对线对 i的串音传递函数； i和 j都是不大于 M的自然数，分别用于表示第 i条线对和第 j条线对。信道矩阵 H是一个 M x M的矩阵，其中的每一行表示一个信道。本文中，将信道矩阵 H中的元素 h_u即元素到 h_MM所在的对角线称为主对角线，主对角线上的元素称为主对角元素，不在主对角线上的元素称为非主对角元素。可以通过常规的信道估计算法得出信道矩阵 H。

一般的，一个信道上传递的信号分量远大于其它信道对该信道的串音，表现在信道矩阵中则为，矩阵某一行的主对角元素 ½的模远大于该行的各个非主对角元素 ½的模的和，此时该行表示的信道可以称为强对角占优信道。但是，随着技术的发展以及信道的扩展，在高频例如 30MHz至 100MHz的频带或者扩展的信道之间，串音会增强，使得某个信道上传递的串音大于该信道上传递的信号分量，表现在信道矩阵中则为，矩阵某一行的主对角元素 ½的模小于该行的各个非主对角元素的模的和，此时该行表示的信道可以称为非强对角占优信道。如果信道矩阵中每一行都是强对角占优信道，则该信道矩阵可以称为强对角占优矩阵。如果信道矩阵中有一行或几行为非强对角占优信道，该信道矩阵可以称为非强对角占优矩阵。

如果信道矩阵 H为强对角占优矩阵，采用理想的预编码矩阵 P=H— 预编码后的信号发送功率非常接近原始的发送功率，不会超过功率谱掩码 ( PSDMASK )的限制。但是在信道矩阵 H为非强对角占优矩阵时，使用理想的预编码矩阵进行预编码后信号发送功率会放大，需要进行归一化处理以保证不会超过功率语掩码的限制。

本发明实施例基于上述分析，以及考虑到即便在非强对角占优矩阵中，仍有部分信道可能是强对角占优信道，为利用强对角占优矩阵的优异特性，本实施例中，通过对信道矩阵进行分块处理，使分块后的部分子矩阵可以保持强对角占优特性。一般的，可以将信道矩阵 H 分为四块，使分块后的信道矩阵

H ^ H D _τ D ,NDD

H , 其中， H_DD为强对角占优矩阵， HNDD为非强对角占优 ί 矩阵。具体的分块方法如下：

判断信道矩阵的每一行是否为强对角占优信道；

如果某一行中主对角元素的模大于各个非对角元素的模之和，认为该信道为强对角占优信道，否则为非强对角占优信道。进行行交换，将强对角占优信道的行交换到矩阵的上方，将非强对角占优信道的行交换到矩阵的下方。行交换后，信道矩阵 H可以分为四块，表示为： H

其中，主对角线上形成两个子矩阵，一个为强对角占优矩阵 H_DD, 另一个为非强对角占优矩阵 H_NDD。由于 H_DD为强对角占优矩阵，则相同行的非主对角元素组成的子矩阵的模远小于子矩阵 H_DD的模；由于串扰耦合的对称性，另一子矩阵 A^ 的模远小于子矩阵 H_DD的模。还根据分块后的信道矩阵将发送信号 X进行分块，分块后的 c :

中， ¾。是 ₀表示的强对角占优信道的发送信号， _½DD是 H_NDD表示的非强对角占优信道的发送信号。在信道个数为 M时，发送信号 X是一个 M x 1的矩阵。如果 H进行行交换后，从第一行开始到第 L行的左边 L列，形成子矩阵 H_DD, 则相应的，信号 X中的上面 L行作为一个子矩阵 X_DD, 以下部分作为另一个子矩阵

X NDD c

在其它实施方式中，分块后也可以有 H ，相应的使分块

后

120、对发送信号进行预编码，并对非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

具体的，本步骤可以是：对发送信号; C : 进行预编码，其中,

H_DD表示的强对角占优信道的发送信号， _¾∞是 _∞表示的非强对角占优信道的发送信号，并对 x_NDD进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率谱掩码的限制。本实施例可以采用常规方法例如采用理想的预编码矩阵 P=H⁴H_D对发送信号 X进行预编码。根据工程矩阵理论，对于任一个矩阵，必然存在另一个矩阵，这两个矩阵相乘后变成块对角化矩阵。于是，可以计算出一个矩阵 Ρ ' , 使

HP' 该操作可以称为块对角化，即，通过右乘一个矩阵使分块

0 Η 后的信道矩阵 Η的不在主对角线上的两个子矩阵为零。然后，分别计算子矩阵 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 H_NDD的预编码矩阵 PNDP, 从而得到信道矩阵 H的预编码

0

由于分块后得到的子矩阵的维度仅为原信道矩阵的

0 R_n 一半，在计算预编码矩阵 P_DI ^P_NDP, 相对于直接计算 H的预编码矩阵 HP, 计算复杂度可以大大降低，计算量可以大大减小。对发送信号 X进行频谱控制以便控制其发送功率时，可以只对非强对角占优矩阵 H_NDD表示的各个信道对应的信号 _XNDD进行频谱控制，使频谱控制后信号 x_NDD的发送功率不超过功率语掩码的限制，而不必考虑强对角占优矩阵 H_DD表示的各个信道对应的信号 x_DD。这是因为，子矩阵 H_DD为强对角占优矩阵，采用理想的预编码矩阵预编码后的该部分信道的信号 x_DD的发送功率非常接近原始的发送功率，不会超过功率语掩码（PSDMASK ) 的限制。从而，只需对 x_NDD 进行频语控制，就可以整个信号 X的发送功率不超过功率语掩码的限制。

当然，本发明实施例也不限制对强对角占优信道表示的信道进行频谱控制，以进一步保证信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

综上，本发明实施例提供的通过预编码消除远端串音的方法，将信道矩阵分块，使分块后的信道矩阵的子矩阵包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵，在进行预编码和频语控制时，只需要对非强对角占优的信道进行频谱控制，而不必对全部信道进行频语控制，即可使信号发送功率不超过功率语掩码的限制，这样，强对角占优的信道的发射功率谱和信噪比不会受频语控制的影响而降低，信道传输性能的损失得以减少。并且，将信道矩阵分块后，可以通过分别求解维度较小的子矩阵的预编码矩阵获得整个信道矩阵的预编码矩阵，从而降低求预编码矩阵的复杂度，减小计算量。一种实施方式中，可以采用局部归一化的方法对发送信号进行频语控制

^HDD H_L

分块后信道矩阵可以表示为 Η ZJ ZJ , 发送信号可以表示为

, 其中， H_DD为强对角占优矩阵， H_NDD为非强对角占优矩阵， x_DD为

强对角占优矩阵 H_DD表示的各个信道对应的信号， x_NDD对非强对角占优矩阵 H_NDD表示的各个信道对应的信号。预编码时，可以计算出一个矩阵 Ρ ' , 使 ΗΡ ' · 然后，分别计

0 Η_Λ 算子矩阵 H_DD的预编码矩阵 P_DI ^H_NDD的预编码矩阵 Ρ N: DP-

^NDP _ ^NDD ' diClg (Hw_DD ) 其中， H^-¹是子矩阵 H_DD的逆矩阵， ·^(Η_ββ)是子矩阵 H_DD的对角矩阵；是子矩阵 H_NDD的逆矩阵， ·^(Η 是子矩阵 H_NDD的对角矩阵。然后，计算局部归一化系数 P _NDD, 用于对非强对角占优矩阵 H_NDD表示的各个信道对应的信号 x_NDD进行局部归一化。可以通过公式 = max||[P Lj 计算 A™，该公式中 PM^LJ表示子矩阵 P_NDD中第 n行的行向量的欧几里得范数， β _NDD则为子矩阵 P_NDD中各行的行向量的欧几里得范数的最大值。至此，可以得出针对信道矩阵 H的理想的预编码矩阵为 Ρ = Ρ'.|

针对于其中预编码矩阵 PNDD的局部归一化系数 Α_ββ。则经过预编码和局部归一化处理的发送信号为： Ρ · , 而接收端收到的信号 y则为:

1 0

y= HP +η, 其中 η为噪声向量

β₁

根据以上的分析推理，则本实施例中步骤 120具体可以为: al、计算一个矩阵 Ρ ' , 使 HP' ，并计算 H_DD的预编码矩阵 P_: DP

0 H 和 H_NDD的预编码矩阵 P_NDP;

0

bl、采用预编码矩阵 Ρ = Ρ '. 对发送信号 X进行预编码;

0 P_m cl、根据 P_NDD计算局部归一化系数 β NDD, P NDD为 PNDD中各行的行向量的欧几里得范数的最大值； dl、采用局部归一化系数 β NDD对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，

1 0

局部归一化后的发送信号为 P · 1

0 其中，为了进一步保证进行预编码和局部归一化的信号发送功率不超过功率语掩码的限制，可以在基础上增加一个常量使局部归一化后的发

1 0

送信号为 1 Δ 可以是由日常经验总结得到的经验值

0

β腸 β— 综上，本实施例提供的方法通过分别计算各个子矩阵的预编码矩阵来获得整个信道矩阵的预编码矩阵，降低了求预编码矩阵的复杂度，减小了计算量；根据非强对角占优矩阵的预编码矩阵计算出局部归一化常量进行对非强对角占优信道进行局部归一化，避免了对所有信道进行全局归一化，相对于现有技术提升了强对角占优信道的信噪比，减小了信道传输性能的损失。另一种实施方式中，可以采用频语优化的方法对发送信号进行频语控制分块后，信道矩阵可以表示为 ^N DD,NDD

H , 发送信号可以表示

H H

Ρ 则进行块预编码后，接收端可以收到的信号 y如下所示:

= HP '

+n

本实施例中，通过对非强对角占优信道的发送信号进行频语优化，实现频语控制的目的，将信号发送功率控制在功率语掩码的限制以内。

可以通过求解以下公式对预编码后的信号进行频语优化： max

N

<S_NDp NDP 该公式中， _OT表示非对角占优信道的第 n个子载波上承载的比特（bit ) 速率， max∑ _βΡ表示使所有非强对角占优信道的所有子载波的 bit速率之和 Κ,Χ - Έ

最大化；根据香农容量公式， 1 + - 其中 σ表示环境噪 σ. η表示子载波， h表示信道的传递函数。

E 表示任一非强对角占优信道的第 n个子载波发送的功率谱能量; 表示任一非强对角占优信道上所有子载波发送的功率谱能量之和

0是数学常用符号，表示满足下列条件；表示一非强对角占优信道上第 η个子载波的功率语掩码限制； V )/⁵ 表示任意的非强对角占优信道上任意的子载波；表示一非强对角占优信道的总功率限制， S鮮 , DP表示任意的非强对角占优信道。预编码后非强对角占优矩阵H■表示的一非强对角占优信道的第 n个子载波的功率为 E

其中 ⁿ = P₄P_NDPX_N ⁿ _DP , η表示第 η个子载波。将 x_N ⁿ _DP = ΡΛ^ ^；^代入上述公式（ 1 ), 求解公式（ 1 )表示的频谱优化问题，根据求解的结果进行频谱优化，即可实现将信号发送功率控制在功率语掩码的限制以内。这是一种集中式的功率语控制方法，各用户信道之间的功率谱控制相互制约。

根据以上的分析推理，则本实施例中步骤 120具体可以为： a2、计算一个矩阵，并计算 H_DD的预编码

矩阵 P_DP和 H_NDD的预编码矩阵 Pj

b2、采用预编码矩阵 Ρ = Ρ' 对发送信号 X进行预编码，则预编码

0 ,_N, 后非强对角占优矩阵H■表示的信道的发送信号为 Ρ_ΑΡ_Ν ₃Χ, C2、根据发送信号 P_AP x_Nnp对非强对角占优矩阵 H 表示的信道进行频谱优化。具体可以包括：首先根据计算功率 E

其中

X_N"_DP = P₄P_wnpX" , n表示子载波，再将 E

代入上述公式（ 1 ),求解公式（ 1 ) 表示的频语优化问题，根据求解的结果进行频语优化，将信号发送功率控制在功率谱掩码限制以内。

综上，本实施例提供的方法通过分别计算各个子矩阵的预编码矩阵来获得整个信道矩阵的理想预编码矩阵，降低了求预编码矩阵的复杂度，减小了计算量；对发送信号进行预编码后，对非强对角占优矩阵 H^D表示的信道进行局部的频谱优化，避免了对所有信道进行频语优化，相对于现有技术提升了强对角占优信道的信噪比，减小了信道传输性能的损失。再一种实施方式中，要求信号发送端即 DSLAM和信号接收端这双端同时具有预编码和联合抵消的能力，通过在发送端进行预编码，在接收端进行联合抵消使信号的发送功率不超过功率语掩码的限制。

联合抵消是指，在接收端接入一个串音抵消器，以提供一个串音抵消矩阵 C , 如果信道传输方程为 y=Hx+n , 则加了串音抵消器后的收到的信号为 y=HCx+n, 当 HC为一个对角矩阵时，远端串音得以消除。根据上述实施例，分块后，信道矩阵 Η可以表示为 H

H H 发送信号 X可以表示为 c : 可以计算出一个矩阵尸' ，使

HP'

0 Η 本实施例中，可以对非强对角占优矩阵 H^D进行奇异值分解（singular value decomposition, SVD), SVD分解后有 = UAV" , 其中， U和 V均为酉矩阵， Λ为对角矩阵。

SVD分解后，可以先在发送端对非强对角占优信道进行内部预编码，使预 u^ p_NDP = {v^H yⁱ =v 在接收端进行联合抵消，使抵消矩阵 Cw^ ^tr ^t/ ; 由于 P_NDP为酉矩阵，发送信号 P_NDP X的功率谱不会超过功率语掩码的限制。

采用 /^^^^-^^和^^:^^^ ^对 H 表示的非强对角占优信道进行内预编码和联合抵消处理后， H,将化为对角矩阵 Λ, 则得到新的信道矩阵可

H DD,NDD

以表示为： H 。然后，可以求的预编码矩阵 ^，再对发送

H Λ 信号 X进行预编码。

由于 Λ为对角矩阵， H_∞为强对角占优矩阵，则也为强对角占优矩阵。从而，采用预编码矩阵对发送信号 X进行预编码后，可以使信号 X的发送功率不超过功率语掩码的限制。

然而，由于局部的预编码酉矩阵 p

=v的每一行元素的模的能量和保持不变，那么信道之间预编码后的频谱优化关联性较小，但某些信道的功率可能会超过功率语掩码的限制，需要进行频语控制。采用 SVD分解方法生成的预编码矩阵 _Pm3p=G^)- _=V是酉矩阵，信号预编码以后具有总能量不变性，各信道的功率语控制没有相关性，进行分布式的注水算法控制发送功率即可。本实施例中，可以对每个非强对角占优信道两次预编码后的功率 E

0 0

x" =P" c", n表示子载波，采用分布式的注水算法进行频谱优化，对于

0 PL,

每个 NDP信道都有

·Ο≤Ε ≤ -0 ^ΛΝΟΡ ' (2)

<

该公式中， b 表示非对角占优信道的第 n个子载波上承载的 bit速率: max ； ^表示一个使非强对角占优信道的所有子载波的 bit速率之和最大化; 根据香农容量公式，

Ε 表示任一非强对角占优信道的第 n个子载波发送的功率谱能量;

表示任一非强对角占优信道上所有子载波发送的功率谱能量之和

0是数学常用符号，表示满足下列条件；表示一非强对角占优信道上第 η个子载波的功率语掩码限制； V«表示该非强对角占优信道上任意的子载波； ^^表示一非强对角占优信道的总功率限制。通过求解上述公式（2) 进行频谱优化，可以使每个信道在不超过 PSDMASK的同时，各自的线路速率最大。

根据以上的分析推理，则本实施例中步骤 120具体可以为：

a3、对非强对角占优矩阵 H_NDD进行 SVD分解，分解后的

ZUAV" ; b3、计算预编码矩阵/^^^ - ^ , 联合抵消矩阵 <^= - ^t/", 并计算强对角占优矩阵的预编码矩阵 P;

H Λ 0 0

c3、采用预编码矩阵 P 对发送信号 X进行预编码处理，预编码

0 ,_r

0 0

后的发送信号为 P X ,

0 P„_r d3、将联合抵消矩阵：^/-¹ =t/^H发送给接收端设备；

e3、采用分布式注水算法对非强对角占优矩阵 H^D表示的信道进行频语优化，使每个信道上的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。综上，本实施例提供的方法，将信道矩阵 H分块，对分块后 H中的非强对角矩阵进行 SVD分解，根据分解结果得到局部的预编码矩阵和联合抵消矩阵，通过对非强对角矩阵进行局部预编码和联合抵消，将其化为对角矩阵，从而得到新的强对角占优信道矩阵再采用理想的预编码矩阵对进行预编码，可以使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。还可以再采用分布式注水算法对非强对角占优信道或者全部信道进行频语优化，以使每个信道的发送功率在不超过功率语掩码限制的同时，各自的线路速率最大。本实施例由于采用了 SVD分解，可以大大降低求解预编码矩阵和频语优化算法的复杂度，提高频谱优化的速度。请参考图 2,本发明实施例还提供一种预编码装置，用在 DSLAM中，包括：分块单元 210, 用于对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵；预编码单元 220, 用于对发送信号进行预编码；频谱控制单元 230, 用于对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。具体的，所述分块单元 210 , 可以用于对信道矩阵 H进行分块，使 n DD ⁿ DD'NDD

H ττ , 其中， H_DD为强对角占优矩阵， H_NDD为非强对角占优 ϋ ϋ ττ 矩阵; 所述预编码单元 220,可以用于对发送信号； c 进行预编码，其中， X

是 H_DD表示的强对角占优信道的发送信号， _¾∞是 _∞表示的非强对角占优信道的发送信号；所述频谱控制单元 230, 可以用于对 XNDD进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制一种实施方式中：所述预编码单元 220 , 可以具体用于计算一个矩阵 P ' , 使

HP' 并计算 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 HNDD的预编码矩阵 P_NDP; 采

0 H

0

用预编码矩阵 Ρ = Ρ'. 对发送信号 x进行预编码;

0 P_m 所述频谱控制单元 230, 用于根据 P_NDD计算局部归一化系数 β NDD, P NDD 为 P_NDD中各行的行向量的欧几里得范数的最大值；采用局部归一化系数 β _NDD 对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，局部归一化后的发送信号为

另一种实施方式中：所述预编码单元 220 , 可以具体用于计算一个矩阵 P ' , 使

HP' 并计算 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 HNDD的预编码矩阵 P_NDP; 采

0 H

0

用预编码矩阵 Ρ = Ρ'. 对发送信号 x进行预编码;

1 0

Ρ - 1 , 其中 Δ 为经验值。

0

β +Ν3 再一种实施方式中: 所述预编码单元 220 , 可以具体用于计算一个矩阵

HP ' 并计算 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 HNDD的预编码矩阵 P_NDP; 采

0 H 用预编码矩阵 POP 0

Ρ = Ρ'. 对发送信号 X进行预编码，则预编码后非强对角

0 P„_n, 占优矩阵 _∞表示的信道的发送信号为 P₄P_NDPx 所述频谱控制单元 230 ,用于根据发送信号

对非强对角占优矩阵 H 表示的信道进行频语优化。又一种实施方式中：所述预编码单元 220 , 可以具体用于对非强对角占优矩阵 HNDD进行奇异值 SVD分解， ^ ^ U_NDD = VAY^H , 其中 U和 V均为酉矩阵， Λ为对角矩阵；计算预编码矩阵 _P (^ =v , 联合抵消矩阵 = u-¹ = U^H , 并计算强对角占

0 0

发送信号 x进行预编码处理，预编码后的发送信号为 P X 将计算出的

0 P_ARR 联合抵消矩阵 c = tr¹ = t/^H发送给接收端设备；所述频谱控制单元 230 , 用于采用分布式注水算法对非强对角占优矩阵

H 表示的信道进行频谱优化。本发明实施例提供的通过预编码装置，将信道矩阵分块，使分块后的信道矩阵的子矩阵包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵，在进行预编码和频谱控制时，只需要对非强对角占优的信道进行频语控制，而不必对全部信道进行频语控制，即可使信号发送功率不超过功率语掩码的限制，这样，强对角占优的信道的发射功率谱和信噪比不会受频语控制的影响而降低，信道传输性能的损失得以减少。并且，将信道矩阵分块后，可以通过分别求解维度较小的子矩阵的预编码矩阵获得整个信道矩阵的预编码矩阵，从而降低求预编码矩阵的复杂度，减小计算量。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过硬件完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所说的程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器、随机读取存储器、磁盘或光盘等。

以上对本发明实施例所提供的通过预编码消除远端串音的方法以及相应行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，不应理解为对本发明的限制。

Claims

权利要求

1、一种通过预编码消除远端串音的方法，其特征在于，包括：对信道矩阵进行分块，分块后的信道矩阵包含若干个子矩阵，所述子矩阵中包括强对角占优矩阵和非强对角占优矩阵；对发送信号进行预编码，并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

2、根据权利要求 1所述的方法，其特征在于：所述对信道矩阵进行分块包括：对信道矩阵 ^Η ΌΌ,ΝΌΌ

H进行分块，使 H ，其中， H_DD为强对角占

H Η 优矩阵， H_NDD为非强对角占优矩阵；所述对发送信号进行预编码，并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频谱控制包括：对发送信号 c 进行预编码，其中， _¾是 ₀表示的强对角占优信道的发送信号， _½7∞是 _∞表示的非强对角占优信道的发送信号，并对 _XNDD进行频语控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

3、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述对发送信号进行预编码, 并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制包括：

计算一个矩阵 Ρ ' , 使 HP ' ，并计算 H_DD的预编码矩阵 P:

0 H

H_NDD的预编码矩阵 PNDP; 采用预编码矩阵

Ρ = Ρ' 对发送信号 X进行预编码;

0 Ρ_Λίη, 根据 P_NDD计算局部归一化系数 β NDD, β ^₀为？^₀中各行的行向量的欧几里得范数的最大值；采用局部归一化系数 P _NDD对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，局部

1 0

归一化后的发送信号为 ρ ·

4、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述对发送信号进行预编码, 并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制包括：计算一个矩阵 Ρ ' , i HP ，并计算 H_DD的预编码矩阵 Ρ:

0 Η

H_NDD的预编码矩阵 PNDP;

0

采用预编码矩阵 Ρ = Ρ' 对发送信号 χ进行预编码;

0 Ρ_Α" 根据 P_NDD计算局部归一化系数 β NDD, β ^₀为？^₀中各行的行向量的欧几里得范数的最大值；采用局部归一化系数 P _NDD对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，局部

1 0

归一化后的发送信号为 ρ · 1 其中 Δ 为经验值_£

0

β腸 β

5、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述对发送信号进行预编码, 并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制包括：计算一个矩阵并计算 H_DD的预编码矩

阵 P_DI^PH_ndd的预编码矩阵 P: 采用预编码矩阵 POP 0

Ρ = Ρ' 对发送信号 X进行预编码，则预编码后非

0 ,_N, 强对角占优矩阵 H,表示的信道的发送信号为 P₄P_NDPx_NDP 根据发送信号 Ρ₄Ρ_ΝηΡχ_ΝηΡ对非强对角占优矩阵 H,表示的信道进行频谱优化。

6、根据权利要求 2所述的方法，其特征在于，所述对发送信号进行预编码, 并对所述非强对角占优矩阵表示的信道上的发送信号进行频语控制包括：

对非强对角占优矩阵 H_NDD进行奇异值 SVD分解，分解后的 H, = UAV" , 其中 U和 V均为酉矩阵， Λ为对角矩阵；计算预编码矩阵 P_{NDP =} W =v , 联合抵消矩阵 ς

H H

对角占优矩阵 D _Τ D,NDD 的预编码矩阵 ;

H A

0 0

采用预编码矩阵 P = A 对发送信号 X进行预编码处理，预编码后的

0 ,_R

0 0

发送信号为 X ,

0 P„_r 将计算出的联合抵消矩阵 c = u-^l = U^H发送给接收端设备；采用分布式注水算法对非强对角占优矩阵 H^D表示的信道进行频语优化。

7、一种预编码装置，其特征在于，包括：

预编码单元，用于对发送信号进行预编码；

8、根据权利要求 7所述的装置，其特征在于：所述分块单元，具体用于对信道矩阵 Η进行分块，使 H

其中， H_DD为强对角占优矩阵， H_NDD为非强对角占优矩阵; 所述预编码单元，具体用于对发送信号：进行预编码，其中， c ,疋 H_DD表示的强对角占优信道的发送信号，是 _∞表示的非强对角占优信道的发送信号；

所述频谱控制单元，用于对 x_NDD进行频谱控制，使预编码后的信号发送功率不超过功率语掩码的限制。

9、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于：所述预编码单元，进一步用于计算一个矩阵 Ρ', 使 HP':

计算 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 H_NDD的预编码矩阵 PNDP；采用预编码矩阵

P = 对发送信号 X进行预编码；

所述频谱控制单元，用于根据 P_NDD计算局部归一化系数 P_NDD, P _NDD为

PNDD中各行的行向量的欧几里得范数的最大值；采用局部归一化系数 β NDD对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，局部归一化后的发送信号为

0

Ρ- 1

10、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于：所述预编码单元，进一步用于计算一个矩阵，使 HP'

P = 对发送信号 X进行预编码；

PNDD中各行的行向量的欧几里得范数的最大值；采用局部归一化系数 β NDD对预编码后的发送信号 X进行局部归一化，局部归一化后的发送信号为 0

Ρ· 1 其中 Δ 为经验值₍

β腸 β

11、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于：所述预编码单元，进一步用于计算一个矩阵

HP' 并计算 H_DD的预编码矩阵 P_DP和 HNDD的预编码矩阵 P_NDP; 采

0 H 用预编码矩阵 Ρ = Ρ'. 对发送信号 x进行预编码，则预编码后非强对角

0 R_n 占优矩阵 _∞表示的信道的发送信号为 P₄P醫 X醫；所述频谱控制单元，用于根据发送信号 APM^ M^对非强对角占优矩阵 H腸表示的信道进行频谱优化。

12、根据权利要求 8所述的装置，其特征在于：

所述预编码单元，进一步用于对非强对角占优矩阵 H_NDD进行奇异值 SVD 分解，分解后的1^_∞ =11八¥", 其中 U和 V均为酉矩阵， Λ为对角矩阵；计算预编码矩阵 ^=(0- i _{= v} , 联合抵消矩阵 C^^^tr^t/", 并计算强对角占优矩

H H 0 0 阵 H 的预编码矩阵采用预编码矩阵 P = A 对发送

H Λ 0 R,_r

0 0

信号 x进行预编码处理，预编码后的发送信号为 X ；将计算出的联合

0 R,_r 4氏消矩阵 = ¹ =ί/^Η发送给接收端设备；

所述频谱控制单元，用于采用分布式注水算法对非强对角占优矩阵 H^D表示的信道进行频语优化。