多输入多输出Y信道中基于天线选择的信号传输方法

摘要

本发明公开了一种多输入多输出Y信道中基于天线选择的信号传输方法，主要解决现有技术的天线数限制严格的问题。其实现步骤包括：中继节点选择接收天线；中继节点确定多址接入时隙有效预编码向量；用户节点向中继节点发送信号；中继节点对接收信号进行译码；中继节点选择发送天线；中继节点确定广播时隙有效预编码向量；中继节点向用户节点广播信号；用户节点恢复有用数据。本发明与现有的信号传输方法相比，其误码率性能有了较大降低。

主权项

一种多输入多输出Y信道中基于天线选择的信号传输方法，包括如下步骤：(1)中继节点选择接收天线(1.1)针对各用户多址接入时隙信道矩阵，均删去第p₁,…,p_N‑N′行向量得到各自的多址接入时隙信道子矩阵，其中，N为中继天线数，N′为中继所选择的天线数，p₁,…,p_N‑N′∈{1,…,N}且p₁≠…≠p_N‑N′，2M‑N′＝1，M≥K‑1,K为用户节点数，M为每个用户的天线数；(1.2)根据各用户多址接入时隙信道矩阵，采用信号空间对齐方法，确定各自的多址接入时隙预编码向量及多址接入时隙对齐向量；(1.3)根据多址接入时隙对齐向量构成多址接入时隙对齐矩阵U_f，$U_f=\left[\begin{array}{ccccc}{u}_f^1& ...& u_f^{\pi (i,j)}& ...& u_f^E\end{array}\right],$其中，上标π(i,j)是一个索引函数，满足π(i,j)＝π(j,i)，且有f＝τ(p₁,…,p_N‑N′)为另一个索引函数，将$\left(\begin{array}{c}N\\ N-N^{\prime }\end{array}\right)$种数值组合(p₁,…,p_N‑N′)一一映射到$[1,\left(\begin{array}{c}N\\ N-N^{\prime }\end{array}\right)]$的整数上，$f\in (1,...,\left(\begin{array}{c}N\\ N-N^{\prime }\end{array}\right)),$i,j∈{1,...,K}，i≠j；(1.4)根据上述多址接入时隙对齐矩阵U_f，确定其中，[·]_t,t代表矩阵第t行第t列的元素，t∈{1,…,E}；(1.5)根据上述确定得到f^*在索引函数τ中对应的自变量(p₁^*,…,p_N‑N′^*)，中继r选择除第p₁^*,…,p_N‑N′^*根以外的天线作为接收天线，得到各用户的多址接入时隙有效矩阵，其中，多址接入时隙有效矩阵表示多址接入时隙用户发送天线到中继选择得出接收天线的信道系数矩阵，arg min表示使目标函数取最小值时的变量值；(2)中继节点根据各用户多址接入时隙有效信道矩阵，采用信号空间对齐方法，确定多址接入时隙有效预编码向量及多址接入时隙有效对齐向量；(3)每个用户对各自的待发送信息进行二进制相位调制，得到调制信号，并采用上述确定的各自的多址接入时隙有效预编码向量将调制信号加权后发送出去；(4)中继接收各用户发送的信号，通过迫零检测得到中继待发信号；(5)中继节点选择发送天线(5.1)针对各用户广播时隙信道矩阵，均删去第q₁,…q_N‑N′列向量得到各自的广播时隙信道子矩阵，其中，q₁,…,q_N‑N′∈{1,…,N}且q₁≠…≠q_N‑N′$g\in (1,...,\left(\begin{array}{c}N\\ N-N^{\prime }\end{array}\right));$(5.2)根据各用户广播时隙信道矩阵，采用信号空间对齐方法，确定各自的译码向量及广播时隙对齐向量；(5.3)根据上述广播时隙对齐向量，确定出广播时隙预编码向量；(5.4)根据上述用户i和用户j的译码向量广播时隙对齐向量及广播时隙预编码向量确定${\lambda }_{\min }^g=\underset{i,j}{\min }\left\{{\lambda }_g^{[i,j]}\right\},$其中，${\lambda }_g^{[i,j]}=\frac{{\left|\right|{\left(z_g^{\pi (i,j)}\right)}^H{v}_g^{[\pi (i,j),r]}\left|\right|}^2}{{\left|\right|w_g^{[i,j]}\left|\right|}^2},$i,j∈{1,...,K},i≠j，(·)^H表示共轭转置算子，‖·‖²表示向量的二范数；(5.5)根据上述确定得到g^*在索引函数τ中对应的自变量(q₁^*,…,q_N‑N′^*)，中继节点r选择除第q₁^*,…,q_N‑N′^*根以外的天线作为发送天线，得到各用户的广播时隙有效矩阵，其中，各用户的广播时隙有效矩阵表示广播时隙中继所选择发送天线到各用户所有接收天线的信道系数矩阵；(6)中继节点根据各用户广播时隙有效信道矩阵，确定各用户有效译码向量、广播时隙有效对齐向量及广播时隙有效预编码向量；(7)中继在广播时隙采用上述确定出广播时隙有效预编码向量将中继待发信号加权后发送出去；(8)用户节点恢复原始信息(8.1)各用户利用各自的有效译码向量抑制接收信号中其他用户对间的干扰，得到所需信号；(8.2)根据上述各用户所需信号及各自的发送调制信号抑制自身干扰，并采用迫零检测再解调恢复出其他用户给自己发送的原始信息，其中，解调采用与步骤(3)中的调制相对应的解调方式。