一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法

摘要

本发明提供了一种多用户MIMO系统下行链路的天线选择预处理方法，包括如下步骤，步骤1：建立多用户MIMO系统下行链路模型，确定基站与每个用户间的信道传输矩阵及发送符号的空时正交分组码与空间复用组合的编码方式；步骤2：通过基站与每个用户之间的信道传输矩阵，确定每个用户的预处理矩阵的基；步骤3：利用基站与每个用户之间的信道传输矩阵与步骤2中确定的每个用户的预处理矩阵的基确定每个用户的预处理矩阵的最优酉阵；步骤4：将多用户MIMO系统下行链路模型转换为等效的矢量形式，使用线形迫零的方法实现信号检测。本发明能够在不显著提高方法复杂度的前提下，大大提高多用户MIMO系统下行链路的性能。

权利要求

1.一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤1：建立多用户MIMO系统下行链路模型，获得基站与每个用户间的信道传输矩阵及发送符号的空时正交分组码与空间复用组合的编码方式；所述建立多用户MIMO系统下行链路模型的步骤为：设定基站发射符号所需的天线数m为偶数，并且满足这里M表示基站具有的天线数，K为移动终端用户数，并且第k个用户具有Nk根接收天线，k＝1，…，K；

步骤2：通过基站与每个用户之间的信道传输矩阵，确定每个用户的预处理矩阵的基；

步骤3：利用基站与每个用户之间的信道传输矩阵与步骤2中确定的每个用户的预处理矩阵的基相乘，并将乘积进行奇异值分解，从而确定每个用户的预处理矩阵的最优酉阵；

步骤4：利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点，将多用户MIMO系统下行链路模型转换为等效的矢量形式，并使用线性迫零均衡的方法实现信号检测。

2.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤1中建立多用户MIMO系统下行链路模型后在系统频分双工的情况下，基站通过各个用户的反馈信道获得每个用户的信道信息，并将信道信息组成信道传输矩阵。

3.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤1中建立多用户MIMO系统下行链路模型后在系统时分双工的情况下，基站利用信道的对称性，直接计算出每个用户的信道信息，并将信道信息组成信道传输矩阵。

4.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤1中基站为每个用户发送的数据经过调制之后，得到发送符号，并通过空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为每个用户发送的符号矩阵，由基站的发射天线在两个相邻时隙发送出去。

5.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤2的具体步骤为：基于已知的基站与每个用户之间的信道传输矩阵，利用递推的方法，得到每个用户的预处理矩阵的基。

6.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤3的具体步骤为：将基站与每个用户之间的信道传输矩阵与每个用户各自的预处理矩阵的基相乘并进行奇异值分解后，得到U∑D三个矩阵乘积的形式；最后选择矩阵D的前m列为每个用户的预处理矩阵的最优酉阵，m为基站发送符号矩阵所需的发射天线数。

7.根据权利要求1所述的一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法，其特征在于：所述的步骤4的具体步骤为：将基站与各用户之间的信道传输矩阵与预处理矩阵的乘积作为等效信道传输矩阵，利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点，得到每个用户的输入输出符号间的等效矢量关系，在每个用户的接收端，用线性迫零均衡的方法检测信号。

说明书

一种多用户MIMO系统下行链路天线选择预处理方法

(一)技术领域

[0001] 本发明属于无线通信技术领域，特别涉及一种下行链路的天线选择预处理方法。(二)背景技术

[0002] MIMO(Multiple Input Multiple Output)系统在概念上非常简单，任何一个无线通信系统，只要是在无线链路的两端使用多根天线，或者天线阵列，就构成了一个MIMO系统。在多径环境里，MIMO系统可以在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量，并且通过空时编码的方法能克服信道衰落问题。

[0003] 但对于多用户MIMO系统而言，除了要克服信道衰落的问题以外，更需要解决的问题是用户间的共道干扰(CCI，Co-Channel Interference)问题，若不去除用户间的共道干扰，将会对目标信号的检测与估计产生很大的影响，导致系统性能急剧下降。就多用户MIMO系统的上行链路而言，采用预处理技术会增加移动台的设计难度，在工程上不容易实现，因此在基站可以使用多用户检测(MUD，Multi User Detection)算法去除这种干扰。对于多用户MIMO系统的下行链路，多用户检测技术会增加移动终端的复杂度和成本，实现上有很大的难度。目前常用的去除下行链路干扰的办法是采用Lai-U Choi，Ross D.Murch.A TransmitPreprocessing technique for multiuser MIMO Systems Using a Decomposition Approach.IEEETransactions on Wireless Communications.2004，3(1)：20-24P中提出的预处理算法，具体的工作原理如图1所示：首先执行101模块，将获得的基站与每个用户之间的信道信息组成信道传输矩阵的形式；接着利用101模块输出的信道传输矩阵，在模块102中分别计算每个用户的预处理矩阵的基；在模块103中分别为每个用户产生任意酉阵；104模块为数据源，将基站发送给每个用户的数据进行调制，输出发送符号；105模块将104模块输出的发送符号通过空时编码器进行编码，输出发送符号矩阵；模块102的输出与模块103的输出以及模块105输出的发送符号矩阵相乘以后由基站的天线单元106发送出去；经过信道传播，由每个用户的天线单元107接收；天线单元107接收到的符号分别由每个用户的检测单元108进行检测处理。这种传统的预处理方法可以将多用户之间的共道干扰完全消除，从而将多用户通信系统转换为并行的多个独立单用户通信系统，实现下行链路的多用户传输。但该方法存在的缺点是：仅仅考虑了如何去除用户间的共道干扰问题，没有考虑接收信噪比对解调的影响，导致系统性能不佳。
(三)发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种能够在不显著提高方法复杂度的前提下，大大提高系统性能的多用户MIMO系统下行链路的天线选择预处理方法。

[0005] 本发明的目的是这样实现的：

[0006] 步骤1：建立多用户MIMO系统下行链路模型，确定基站与每个用户间的信道传输矩阵及发送符号的空时正交分组码与空间复用组合的编码方式；

[0007] 步骤2：通过基站与每个用户之间的信道传输矩阵，确定每个用户的预处理矩阵的基；

[0008] 步骤3：利用基站与每个用户之间的信道传输矩阵与步骤2中确定的每个用户的预处理矩阵的基相乘，并将乘积进行奇异值分解，确定每个用户的预处理矩阵的最优酉阵；

[0009] 步骤4：利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点将多用户MIMO系统下行链路模型转换为等效的矢量形式，并使用线形迫零的方法实现信号检测。

[0010] 本发明还有这样一些技术特征：

[0011] 1、所述的步骤1中建立多用户MIMO系统下行链路模型的步骤为：设定基站发射符号所需的天线数m为偶数，并且满足 这里M表示基站具有的天线数，K为移动终端用户数，并且第k个用户具有Nk根接收天线，k＝1，…，K；

[0012] 2、所述的步骤1中建立多用户MIMO系统下行链路模型后在系统频分双工的情况下，基站通过各个用户的反馈信道获得每个用户的信道信息，并将信道信息组成信道传输矩阵；

[0013] 3、所述的步骤1中建立多用户MIMO系统下行链路模型后在系统时分双工的情况下，基站利用信道的对称性，直接计算出每个用户的信道信息，并将信道信息组成信道传输矩阵。

[0014] 4、所述的步骤1中基站为每个用户发送的数据经过调制之后，得到发送符号，并通过空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为每个用户发送的符号矩阵，由基站的发射天线在两个相邻时隙发送出去；

[0015] 5、所述的步骤2的具体步骤为：基于已知的基站与每个用户之间的信道传输矩阵，利用递推的方法，得到每个用户的预处理矩阵的基。

[0016] 6、所述的步骤3的具体步骤为：将基站与每个用户之间的信道传输矩阵与每个用户各自的预处理矩阵的基相乘并进行奇异值分解后，得到U∑D三个矩阵乘积的形式；最后选择矩阵D的前m列为每个用户的预处理矩阵的最优酉阵，m为基站发送符号矩阵所需的发射天线数。

[0017] 7、所述的步骤4的具体步骤为：将基站与各用户之间的信道传输矩阵与预处理矩阵的乘积作为等效信道传输矩阵，利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点，得到每个用户的输入输出符号间的等效矢量关系，在每个用户的接收端，用线性迫零方法检测信号。

[0018] 本发明不仅可以彻底去除用户间的干扰，实现下行链路中的多用户传输，而且与传统预处理方法相比，本发明的方法能够在不显著提高方法复杂度的前提下，大大提高多用户MIMO系统下行链路的性能。

[0019] 本发明的创新之处在于：能够在不显著提高方法复杂度的前提下，大大提高多用户MIMO系统下行链路的性能。多用户MIMO系统使用本发明的下行链路天线选择预处理方法，不仅可以去除用户间的干扰，实现下行链路的多用户传输；而且通过选择预处理矩阵的最优酉阵，使得信号检测的后验信噪比下限最大，从而提高多用户MIMO系统的性能。以基站具有9根发射天线，共有3个移动终端用户，并且每个用户具有2根接收天线的多用户MIMO系统为例，在误比特率为2×10-4时，与传统预处理方法相比，使用本发明的下行链路天线选择预处理方法使得多用户MIMO系统的性能提高了约7.0dB。(四)附图说明

[0020] 图1是传统的多用户MIMO系统下行链路的工作原理图；

[0021] 图2是本发明中确定每个用户预处理矩阵的基的工作流程图；

[0022] 图3是本发明中确定每个用户预处理矩阵的最优酉阵的工作流程图；

[0023] 图4是本发明的多用户MIMO系统下行链路的工作原理图；

[0024] 图5是多用户MIMO系统下行链路使用传统预处理方法和本发明的天线选择预处理方法后获得的系统性能比较图。(五)具体实施方式

[0025] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明：

[0026] 结合图1，传统的多用户MIMO系统下行链路的工作原理是：101是信道信息源单元，将获得的基站与每个用户之间的信道信息组成信道传输矩阵的形式；102是预处理矩阵基的计算单元，利用模块101的输出求得每个用户的预处理矩阵的基；103是任意酉阵的生成单元；104是数据源单元；105是空时编码单元，将104模块的输出以空时正交分组码与空间复用组合的编码方式进行编码；106是发射天线阵列单元；107是接收天线阵列单(1) (2) (K) (1) (2) (K)元；108是单用户检测单元。H ，H ，…，H 是单元101的输出信号，V ，V ，…，V 是单元102的输出信号。

[0027] 结合图4，本发明的多用户MIMO系统下行链路的工作原理是：401是信道信息源，将获得的基站与每个用户之间的信道信息组成信道传输矩阵的形式；402是本发明多用户下行链路天线选择预处理单元，将模块101的输出按照图2和图3中的具体工作流程，求得每个用户的天线选择预处理矩阵；403是数据源单元；404是空时编码单元，将403模块的输出以空时正交分组码与空间复用组合的编码方式进行编码；405是发射天线阵列单元；(1) (2) (K)
406是接收天线阵列单元；407是单用户检测单元。H ，H ，…，H 是单元401的输出信(1) (2) (K)
号，T ，T ，…，T 是单元402的输出信号。

[0028] 本发明的一个具体实施例如下所述，假设基站的发射天线数为9，用户数为3，且每个用户的接收天线数为2。

[0029] 步骤1：基站获得每个用户的信道信息，并将它组成信道传输矩阵{H(k)}，k＝1，2，3。说明如下：

[0030] 以第1个用户为例：h1，1(1)为基站第1根发射天线和用户1的第1根接收天线之间(1)的信道；h2，1 为基站第1根发射天线和用户1的第2根接收天线之间的信道；依此类推，(1) (1)
h1，9 为基站第9根发射天线和用户1的第1根接收天线之间的信道；h2，9 为基站第9根发射天线和用户1的第2根接收天线之间的信道。依次类推，可得基站与3个用户之间的信道传输矩阵分别为：

[0031] k＝1，2，3 (1)

[0032] 基站为第k个用户发送的数据经过16-QAM调制之后，进行串并转换分成4路，得到4个发送符号sk，1、sk，2、sk，3和sk，4，并进一步通过空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为每个用户发送的符号矩阵，如公式(2)所示。发送符号由基站的4根发射天线在两个相邻时隙发送出去。

[0033] k＝1，2，3 (2)

[0034] 公式(2)中点划线区分的是同一信道条件下相邻两个时隙发射的符号矢量。假设(k)基站发射的符号总能量为Es，第k个用户接收端的噪声矩阵n 中的每个元素都是独立同分布的，均值为0，每一维的功率谱密度为N0/2的复高斯随机变量。第k个用户的预处理矩(k) (k)
阵为T ，接收到的符号矩阵为x ，则对于第k个用户(k＝1，2，3)，输入输出关系的复基带表达式为：

[0035] k＝1，2，3 (3)

[0036] 对于每个用户而言，为了去除其它2个用户的干扰，需要预处理矩阵满足(1≤i，k≤3)。由于任何一个矩阵都可以分解为基矩阵与任意酉阵的乘积形式，所以首先在步骤2中确定3个用户的预处理矩阵的基。

[0037] 步骤2：采用下面几个步骤分别求得3个用户预处理矩阵的基：

[0038] 结合图2，以第1个用户为例，首先执行201模块，初始化k＝1；然后在202模块，初始化i＝1(如果k＝1，则初始化i＝2)；接着在模块203将基站与第2个用户之间的(2) (2)信道传输矩阵H 进行奇异值分解得到H ＝U∑D，选择矩阵D中与零奇异值对应的列向(2)
量组成矩阵Z，矩阵Z就是基站与第2个用户之间的信道传输矩阵H 的基；下一步执行模块204得到i＝3并且满足i≠1；接着在模块205中判断i是否大于3；由于i≤3，则执(3)
行模块206将基站与第3个用户之间的信道传输矩阵H 与203模块中求得的矩阵Z相乘(3)
并进行奇异值分解得到H Z＝U∑D，选择矩阵D中与零奇异值对应的列向量组成矩阵W，(3)
矩阵W就是H Z的基；下一步执行模块207将矩阵Z更新为Z＝ZW；接着执行模块204得到i＝4并且满足i≠1；然后执行模块205再判断i是否大于3；由于i＞3，则执行模块(1)
208得到第1个用户的预处理矩阵的基V ＝Z。

[0039] 第2个用户和第3个用户同样采用上述的过程分别求得它们的预处理矩阵的基(2) (3)V 和V 。

[0040] 确定了预处理矩阵的基以后，需要在步骤3中选定预处理矩阵的最优酉阵，使得信号检测的后验信噪比下限最大。

[0041] 步骤3：利用基站与3个用户之间的信道传输矩阵以及步骤2中确定的3个用户的预处理矩阵的基，确定3个用户的预处理矩阵的最优酉阵。具体求得预处理矩阵的最优酉阵的步骤如下：

[0042] 结合图3，以第1个用户为例，首先执行模块301，初始化k＝1；接着在302模块(1) (1)中将基站与第1个用户之间的信道传输矩阵H 与第1个用户的预处理矩阵的基V 相乘，(1) (1) (1)
并进行奇异值分解得到H V ＝U∑D；最后在模块303中选择A 为矩阵D的前4列，确定第1个用户的预处理矩阵的最优酉阵。

[0043] 第2个用户和第3个用户同样采用上述的过程分别求得它们的预处理矩阵的最优(2) (3)酉阵A 和A 。

[0044] 经过步骤2和步骤3后，就可以确定多用户MIMO系统中每个用户下行链路的天线(k) (k) (k)选择预处理矩阵T ＝V A (k＝1，2，3)。

[0045] 步骤4：将3个用户的预处理矩阵V(k)A(k)带入到公式(3)中，得到第k个用户接收到的符号矩阵为：

[0046] k＝1，2，3 (4)

[0047] 定义等效信道传输矩阵为 利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点，通过下面的变换

[0048] k＝1，2，3 (5)

[0049] 得到第k个用户的输入输出符号间的等效矢量关系为：

[0050] k＝1，2，3 (6)

[0051] 公式(6)中，定义 为第k个用户的接收符号矢量。在接收端，用4×4维的线性均衡矩阵 乘以接收符号矢量 然后将所有接收到的信号轮流作为
期望信号，选择迫零矢量 这里i＝1，2，3，4，[G(k)]i为线性均衡矩阵G(k)的第i行。因此，基站发送给第k个用户的第i个符号的判决值 为

[0052] 以下举例来说明整个过程(假设条件见具体实施方式)。在步骤1中，首先基站获(k)得3个用户的信道信息，并将它组成信道传输矩阵{H }，k＝1，2，3。假设基站与第1个用户之间的信道传输矩阵为：

[0053]

[0054] 基站与第2个用户之间的信道传输矩阵为：

[0055]

[0056] 基站与第3个用户之间的信道传输矩阵为：

[0057]

[0058] 基站发送给第1个用户的数据经过16-QAM调制之后，进行串并转换分成4路，得到4个发送符号s1，1＝0.9487-0.9487i、s1，2＝-0.9487-0.3162i、s1，3＝0.3162-0.9487i和s1，4＝-0.9487-0.3162i，按照空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为(1)第1个用户发送的符号矩阵s 为：

[0059]

[0060] 基站发送给第2个用户的数据经过16-QAM调制之后，进行串并转换分成4路，得到4个发送符号s2，1＝-0.3162-0.3162i、s2，2＝0.9487+0.9487i、s2，3＝-0.3162+0.9487i和s2，4＝-0.3162+0.9487i，按照空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为第2个用户发送的符号矩阵s(2)为：

[0061]

[0062] 基站发送给第3个用户的数据经过16-QAM调制之后，进行串并转换分成4路，得到4个发送符号s3，1＝-0.9487+0.3162i、s3，2＝-0.3162-0.3162i、s3，3＝0.9487-0.9487i和s3，4＝0.9487-0.3162i，按照空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到基站为(3)第3个用户发送的符号矩阵s 为：

[0063]

[0064] 步骤2：利用基站与第1个用户之间的信道传输矩阵，按照图2中的具体工作流(1)程，确定第1个用户预处理矩阵的基V 为：

[0065]

[0066] 利用基站与2个用户之间的信道传输矩阵，按照图2中的具体工作流程，确定第2个用户预处理矩阵的基V(2)为：

[0067]

[0068] 利用基站与3个用户之间的信道传输矩阵，按照图2中的具体工作流程，确定第3(3)个用户预处理矩阵的基V 为：

[0069]

[0070] 步骤3：利用基站与第1个用户之间的信道传输矩阵以及步骤2中确定的第1个(1)用户的预处理矩阵的基，通过图3所示的流程，得到第1个用户预处理矩阵的最优酉阵A为：

[0071]利用基站与第2个用户之间的信道传输矩阵以及步骤2中确定的第2个用户的预处理矩阵(2)
的基，通过图3所示的流程，得到第2个用户预处理矩阵的最优酉阵A 为：

[0072]利用基
站与第3个用户之间的信道传输矩阵以及步骤2中确定的第3个用户的预处理矩阵的基，(3)
通过图3所示的流程，得到第3个用户预处理矩阵的最优酉阵A 为：

[0073]由步骤2和步骤3，得到3个用户的预处理矩阵分别为T(k)＝V(k)A(k)(k＝1，2，3)。

[0074] 步骤4：定义 得到 为：

[0075]定义

[0076] 得到 为：

[0077]定义

[0078] 得到 为：

[0079](1)
在假设接收端无噪声的情况下，利用公式(4)得到第1个用户接收到的符号矩阵x 为：

[0080]

[0081] 在假设接收端无噪声的情况下，利用公式(4)得到第2个用户接收到的符号矩阵(2)x 为：

[0082]

[0083] 在假设接收端无噪声的情况下，利用公式(4)得到第3个用户接收到的符号矩阵(3)x 为：

[0084]

[0085] 利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式的特点，将 通过公式(5)中的变换，得到 为：

[0086]将 通
过公式(5)中的变换，得到 为：

[0087]将 通
过公式(5)中的变换，得到 为：

[0088](1)
将第1个用户接收到的符号矩阵x 变换成公式(6)中所示的矢量形式，得到第1个用户的接收符号矢量 为：

[0089]

[0090] 将第2个用户接收到的符号矩阵x(2)变换成公式(6)中所示的矢量形式，得到第2个用户的接收符号矢量 为：

[0091]

[0092] 将第3个用户接收到的符号矩阵x(3)变换成公式(6)中所示的矢量形式，得到第3个用户的接收符号矢量 为：

[0093]

[0094] 在用户1的接收端，得到线性均衡矩阵 为：

[0095]在用户
2的接收端，得到线性均衡矩阵 为：

[0096]在用户
3的接收端，得到线性均衡矩阵 为：

[0097]用4×4
维的线性均衡矩阵 乘以第1个用户的接收符号矢量 然后将所有接收到的
(1)
信号轮流作为期望信号，选择迫零矢量 这里i＝1，2，3，4，[G ]i为线性均衡(1)
矩阵G 的第i行。因此得到基站发送给第1个用户的4个符号的判决值 和
为：

[0098]

[0099] 用4×4维的线性均衡矩阵 乘以第2个用户的接收符号矢量 然后将所有接收到的信号轮流作为期望信号，选择迫零矢量 这里i＝1，2，3，4，
(2) (2)
[G ]i为线性均衡矩阵G 的第i行。因此得到基站为第2个用户发送的4个符号的判决值 和 为：

[0100]

[0101] 用4×4维的线性均衡矩阵 乘以第3个用户的接收符号矢量 然后将所有接收到的信号轮流作为期望信号，选择迫零矢量 这里i＝1，2，3，4，
(3) (3)
[G ]i为线性均衡矩阵G 的第i行。因此得到基站发送给第3个用户的4个符号的判决值 和 为：

[0102]

[0103] 上述过程不失一般性，可以将用户数和天线数进行扩展。

[0104] 假设多用户MIMO系统的基站具有M根天线，并共有K个移动终端用户，并设第k个用户具有Nk根天线，k＝1，…，K。

[0105] 在步骤1中，假定下行信道为窄带平坦瑞利衰落信道，并且hi，j(k)代表基站的第j根发射天线到第k个用户第i根接收天线之间的信道衰落系数，则基站与第k个用户之间的信道传输矩阵表示为：

[0106] k∈[1，K] (7)

[0107] 基站发射的数据经过调制之后，进行串并转换分成m路信号流，由基站的m根发射天线发射出去。要求m为偶数，并且满足 基站发射给第k个用户的符号按照空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，得到具体的发射符号矩阵为：

[0108] k∈[1，K] (8)

[0109] 公式(8)中点划线区分的是基站再同一信道条件下相邻两个时隙发射的符号矢(k)量。假设基站发射的信号总能量为Es，第k个用户接收端的噪声矩阵n 中的每个元素都是独立同分布的，均值为0，每一维的功率谱密度为N0/2的复高斯随机变量。设第k个用户(k) (k)
的预处理为T ，接收到的符号矩阵为x ，则对于第k个用户，k∈[1，K]，输入输出关系的复基带表达式为：

[0110] k∈[1，K] (9)

[0111] 对于每个用户而言，为了去除其它K-1个用户的干扰，需要预处理矩阵满足(1≤i，k≤K)。由于任何一个矩阵都可以分解为基矩阵与任意酉阵的乘积形式，所以首先在步骤2中确定预处理矩阵的基。

[0112] 在步骤2中，采用下面几个步骤求得预处理矩阵的基：

[0113] 图2是本发明中确定每个用户预处理矩阵的基的工作流程图。不失一般性，首先执行201模块，初始化k；然后在202模块，初始化i＝1(如果k＝1，则初始化i＝2)；(i) (i)
接着在模块203将基站与第i个用户之间的信道传输矩阵H 进行奇异值分解得到H ＝U∑D，选择矩阵D中与零奇异值对应的列向量组成矩阵Z，矩阵Z就是基站与第i个用户(i)
之间的信道传输矩阵H 的基；下一步执行模块204令i＝i+1并且满足i≠k；接着在模块205中判断i是否大于K；如果i≤K，则执行模块206将基站与第i个用户之间的信道(i) (i)
传输矩阵H 与203模块中求得的矩阵Z相乘并进行奇异值分解得到H Z＝U∑D，选择(i)
矩阵D中与零奇异值对应的列向量组成矩阵W，矩阵W就是H Z的基；下一步执行模块207将矩阵Z更新为Z＝ZW；接着再执行模块204令i＝i+1并且满足i≠k；然后执行模块
205再判断i是否大于K；如果i＞K，则执行模块208得到第k个用户的预处理矩阵的基(k)
V ＝Z。

[0114] 对于所有K个用户，均采用上述步骤2中的方法得到自己的预处理矩阵的基。

[0115] 步骤3：利用基站与每个用户之间的信道传输矩阵以及步骤2中确定的每个用户的预处理矩阵的基，确定每个用户的预处理矩阵的最优酉阵。具体求得预处理矩阵的最优酉阵的步骤如下：

[0116] 图3是本发明中确定每个用户预处理矩阵的最优酉阵的工作流程图。不失一般(k) (k)性，首先执行301模块，初始化k；接着在302模块中将矩阵H V 进行奇异值分解得到(k) (k) (k)
H V ＝U∑D；最后在模块303中选择A 为矩阵D的前m列，确定第k个用户的预处理矩阵的最优酉阵。

[0117] 对于所有K个用户，均采用上述步骤3中的方法得到自己的预处理矩阵的最优酉阵。

[0118] 经过步骤2和步骤3后，就可以确定多用户MIMO系统中每个用户下行链路的天线(k) (k) (k)选择预处理矩阵T ＝V A (k∈[1，K])。

[0119] 步骤4：将第k个用户的预处理矩阵V(k)A(k)带入到公式(9)中，得到第k个用户接收到的符号矩阵为：

[0120] k∈[1，K] (10)

[0121] 定义等效信道传输矩阵为 并利用空时正交分组码与空间复用组合的编码方式，作如下变换得

[0122] k∈[1，K] (11)

[0123] 则第k个用户的输入输出符号间的等效矢量关系为：

[0124] k∈[1，K] (12)

[0125] 公式(12)中，定义 为第k个用户的接收符号矢量。在接收端，用m×2Nk维的线性均衡矩阵 乘以第k个用户的接收符号矢量 然后将所有接
收到的信号轮流作为期望信号，选择迫零矢量 这里的i＝1，2，…，m，[G(k)](k)
i为线性均衡矩阵G 的第i行。因此，基站发送给第k个用户的第i个符号的判决值 为[0126] 结合图5，其中曲线1是基站具有9根发射天线，共有3个移动终端用户，并且每个用户具有2根接收天线的多用户MIMO系统下行链路使用传统预处理方法的性能曲线，曲线2是该多用户MIMO系统使用本发明预处理方法的性能曲线。可以看到，与传统预处理方法相比，本发明的预处理方法是通过选择预处理矩阵的最优酉阵，使得信号检测的后验信-4
噪比下限最大，从而显著提高多用户MIMO系统的性能。例如在误比特率为2×10 时，与传统预处理方法相比，使用天线选择预处理方法使得整个多用户MIMO系统的性能提高了约
7.0dB。

[0127] 以上所述，仅为本发明中的一个具体实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉该技术的人在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变换或替换，都应涵盖在本发明的包含范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。