用于卫星通信中阵列天线的MMSE解码方法

摘要

本发明公开了用于卫星通信中阵列天线的MMSE解码方法：第一步：信道矩阵H的产生；第i个阵元在t时刻接收到的信号描述为：令：第二步：阵列天线接收到的信号为：第三步：解码过程：令：乘上信号Y如下：上式中，第j个分量的方程可表示成：，则MMSE的解码准则就描述成：。

主权项

用于卫星通信中阵列天线的MMSE解码方法，其特征是按如下步骤进行：第一步：信道矩阵H的产生假设在卫星上布置了具有M个阵元的直线型天线阵列，阵元间的距离为d；又假设有K个用户同时同频地向卫星发射信号；假定第l个用户到达的入射角为θ_l，则第i个阵元在t时刻接收到的信号描述为$S_{l,i}=s_l{e}^{j2\pi (i-1){\mathrm{dsin\theta }}_l/\lambda }$其中，j为虚数单位，s_l为第一个阵元天线接收到的信号强度，e是自然指数,λ为所采用频率的波长；令：$h_l={\left[1,e^{j\frac{2\pi }{\lambda }{\mathrm{dsin\theta }}_l},e^{j\frac{2\pi }{\lambda }2{\mathrm{dsin\theta }}_l},\mathrm{...},e^{j\frac{2\pi }{\lambda }(M-1){\mathrm{dsin\theta }}_l}\right]}^T$其中，上标T表示转置，h_l表示第l个用户发送信号到达阵列天线的方向矢量；则当有K个用户同时同频的发送信号时的信道矩阵为H＝[h₁,h₂,h₃,…,h_k]；第二步：阵列天线接收到的信号为$Y=\sqrt{\rho }HS+W$其中，Y是天线接收到的信号；ρ是发送信号的信噪比；H＝[h₁,h₂,h₃,…,h_k]是M×K的信道矩阵；S＝[s₁,s₂,…,s_k]^T是用户发送的数据，s_i,1≤i≤K,表示第i个用户发送的数据，它的每个元素均匀地独立地取某个QAM，这样，S是K×1的矩阵；W是加性高斯白噪声，是M×1的噪声矩阵，它的元素是均值为零，方差为1的独立的复高斯变量，且两两相互独立；第三步：解码过程令：$G_{MMSE}={\left(\frac{I_K}{\rho }+H^H\right)}^{-1}{H}^H$其中，上标H表示共轭转置；乘上信号Y如下$G_{MMSE}Y=\sqrt{\rho }{G}_{MMSE}HS+G_{MMSE}W$上式中，第j个分量的方程可表示成${\left(G_{MMSE}Y\right)}_j=\sqrt{\rho }{\left(G_{MMSE}H\right)}_{j}S+{\left(G_{MMSE}W\right)}_j,j=1,2,\mathrm{...},K$则MMSE的解码准则就描述成${\hat{s}}_j=\arg \underset{s_j\in S}{\min }|{\left(G_{MMSE}Y\right)}_j-\sqrt{\rho }{s}_j|,1\le j\le K.$