专利名称：一种非线性预编码处理方法、装置和系统的制作方法
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， η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；
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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H ；对所述联合信道系数矩阵H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H ,并对其进行数值分解的方法包括以下方法中至少之方法一从第i个用户的信道系数矩阵Hi中(Hi为[Nr -NJ维)挑选出巧行，所述巧为第 i个用户的信道秩，形成[r^Nj维的矩阵H,.将M个用户的〃矩阵构造成联合信道系数矩
阵
权利要求
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H ；对所述联合信道系数矩阵H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H,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[N, -NJ维)挑选出ri行，所述A为第i个用户的信道秩，形成[r^Nj维的矩阵H,.将M个用户的&矩阵构造成联合信道系数矩阵
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H的条件数最大的每个的构造方法，即，
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 ii，i2，...，iM的顺序，逐次选择矩阵，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，时，经 过R矩阵处理后的导频发射矢量为
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Γπ = YiVpi ；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^ii ；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 = YiVrii ；对计算出的^进行求模操作，据此检测出原始发射符号Si = mod(r" 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.—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
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H ,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 -NJ维)挑选出ri行，ri为第i个用户的信道秩，形成[r^Nj维的矩阵坟将M个用户的“矩阵构造成联合信道系数矩阵
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^行时，用于遍历所有的可能性，寻求使得联合系数矩阵H的条件数最大的每个％的构造方法，即
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A,，^^，···，^^:然后，按照的顺序，逐次选择矩阵，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过R矩阵处理后的导频发射矢量为
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Γπ = YiVpi ；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^ii ；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 = YiVrii ；对计算出的^进行求模操作，据此检测出原始发射符号Si = mod(r" 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。
全文摘要
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。
文档编号H04L1/06GK102340377SQ20111031492
公开日2012年2月1日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者宁迪浩, 朱登魁, 郁光辉, 鲁照华 申请人:中兴通讯股份有限公司