一种基于联合块三角化的物理层多播多流传输方法

摘要

本发明公开了一种基于联合块三角化的物理层多播多流传输方法，特征是利用矩阵分块计算思想，通过联合三角化分解算法迭代构造出适合单发射基站和两接收用户的物理层多播无线场景的块对角预编码矩阵。与现有的联合三角化分解算法相比，本发明方法不仅可以降低块对角预编码矩阵用于数据传输时参与计算的浮点乘法次数，同时可以获得更良好的系统误码性能，适合系统中收发天线规模较大及频率选择性衰落无线通信信道环境，便于在采用多输入多输出传输技术的新一代宽带无线和移动通信系统中实施。

主权项

1.一种基于联合块三角化的物理层多播多流传输方法，设多播场景中包含一个发射基站和两个接收用户，用户编号i＝1,2，其中基站配置M根发射天线，接收用户配置N_i根接收天线，基站通过KM×KM维块对角预编码矩阵F将M×1维数据块x_k经信道阶数为L的用户信道发送给接收用户，数据块编号k＝1,2,...,K，数据块长度K由基站设定，用户i的(K+L)N_i×KM维信道矩阵H_i在基站端已知；其特征在于具体操作步骤为：第一步：基站初始设定分块矩阵的维度b_j和分块矩阵数B，且满足维度关系式分块矩阵编号j可以从集合{1,2,...,B}中选取数值，初始值设为1；初始设定用户1待分解矩阵为用户1信道矩阵H₁，用户2待分解矩阵为用户2信道矩阵H₂；第二步：从用户1待分解矩阵和用户2待分解矩阵中分别提取前b_j列所有矩阵元素，重新构成(K+L)N₁×b_j维用户1第j分块矩阵H_1;j和(K+L)N₂×b_j维用户2第j分块矩阵H_2;j，将剩余的所有其他矩阵元素重新构成维用户1第j分块余矩阵和维用户2第j分块余矩阵第三步：利用联合三角化分解算法对用户1第j分块矩阵H_1;j和用户2信道第j分块矩阵H_2;j进行联合分解，获得用户1第j分块矩阵分解表达式和用户2第j分块矩阵分解表达式其中用户1第j分块半酉矩阵Q_1;j和用户2第j分块半酉矩阵Q_2;j维度分别是(K+L)N₁×b_j和(K+L)N₂×b_j，而用户1第j分块上三角矩阵L_1;j、用户2第j分块上三角矩阵L_2;j以及第j分块酉矩阵P_j维度均为b_j×b_j，上标符号“*”表示共轭转置；第四步：根据用户1第j分块余矩阵更新关系式计算获得用户1第j分块更新余矩阵利用该矩阵更新替换用户1待分解矩阵同时，根据用户2第j分块余矩阵更新关系式计算获得用户2第j分块更新余矩阵利用该矩阵更新替换用户2待分解矩阵第五步：将分块矩阵编号j更新替换为j+1，然后判断分块矩阵编号关系式j＞B是否成立：若该式不成立，则返回第二步重复上述步骤；若该式成立，则以块对角矩阵的形式输出块对角预编码矩阵F＝diag(P₁,P₂,...,P_B)，该块对角预编码矩阵用于传输数据块x_k，其中diag(·)表示将括号内元素依次沿对角线放置以构造出对角矩阵。