基于MMSE准则的MIMO系统干扰抑制(2)

鏖豳燮』业塑业型坐坐！

在图１所示的Ａｌａｍｏｕｔｉ空时编码方案中，５。、ｓ：为连续两个输入符号．经空时分组编码以后，第１个符号周期内两天线上的符号分别为ｓ。、Ｓ：；第２个符号周期内两

天线上的符号分别为一ｓ：和ｓ，。％。（ｉ＝１，２；，＝１，２）为第ｉ个发射天线与第，个接收天线之间的信道参数。Ｙ，。、ｙ２－

为第１个符号周期内两接收天线分别接收到的信号；

Ｙ。：、拖为第２个符号周期内两接收天线分别接收到的信号；经空时分组解码处理得到；．、；，。

首先定义如下的符号矢量ｓ、接收噪声矢量以和接收信号矢量Ｙ：

ｓ＝［ｓ，＾］１

十

ｒ

１１、

ｎ＝【／７，１１，ｎ１２，凡２Ｉ，ｎ２２』

ｒ

］Ｔ

Ｙ２【Ｙ１１，Ｙ１２，Ｙ２１，Ｙ２２Ｊ

并定义如下的信道矩阵丑：

ｈｌｌ

ｈ１２

Ｈ＝

ｈ１２一ｈ１．ｈ

２ｌ

ｈ

２２

ｈ２２一ｈ２．

空时分组码ＭＩＭＯ系统的信号模型可以表达为：

ｙ＝、／争胁＋聆

（１）

对ｓ的最大似然估计为：

ｓ舰＝ａｒｇｍｉｎＩＩＨ‘ｓ－ｙ｜｜

（２）

其中Ｃ是所有可能的发送符号矢量集。

可以验证：ＨｎＨ＝ｏｄ２

（３）

其中（ ）“表示共轭转置，厶为２ｘ２的单位矩阵，ｃｒ＝ｌｈ。，Ｉ‘＋

Ｉｈｌ２Ｉ２＋ｌｈ２１２＋ｌｈ２２ｌ

２。

因此，对ｓ的最大似然估计可表示为：

；Ｍ。＝ａｒｇ

ｍｉｎ

ＪＩＨＨｙ—ａＵ可可 ｓ∥＝

ａｒｇ

ｍｉｎ｛仪 ［１ｌｔ／Ｈｙ—ｓｌ广＋（理一１） ｆｌｓｌ｜２］＋

ｆ１一０１）ｙ＂ＨＨＨｙ｝＝ａｒｇｍｉｎ｛ｔｌＨ》一ｓｌｌ。＋

（ｄ、／Ｅ，／２—１） №ｌ｜２｝

（４）

在输入符号恒模的情况下（比如ＰＳＫ符号），Ｉｓｉｌ－－ｃｏｎ—ｓｔａｎｔ，江１，２；ＩＩｓｌｌ２＝２－（ｃｏｎｓｔａｎｔ）２也为常数，从而最大似然估计成为：

２

；舭＝ａｒｇ

ｒａｉｎ

ｆ１日》一ｓｔｌ（５）

这样，基于矢量ｓ的最大似然搜索可以转为在两个

符号周期内分别进行标量ｓ。的最大似然搜索。搜索量由

６４

万方数据

（２６）２降为２ ２６，其中２“为发送符号集中的所有可能符号数。因此Ａｌａｍｏｕｔｉ空时码的解码只需先进行线性处理然后在两个符号周期内分别进行最大似然判决即可，其

运算量大为降低。

２存在定向干扰时的空时分组码ＭｌＭＯ系统

当ＭＩＭＯ系统存在外来定向干扰时，接收信号矢量可表达为：

旷

ｊ，＝、／三｝而ｂ＋辟＋Ｉ，

（６）

Ｖ

二

其中‘，＝［．，…，，：，．，：。，厶：］１为干扰矢量。

假设定向干扰方向与接收天线阵法线夹角为日，，则

如＝凡 ｅｘｐ［一（２霄／Ａ） ｄ ｓｉｎ（０ｊ）］，尸＝１，２。

其中ｄ为接收天线间距，Ａ为电磁波波长。

记△咖（∞＝（２ｗ／ｈ） ｄ ｓｉｎ（的，则干扰可表达成：．，＝【‘，。，，Ｉ，。：，Ｊ。，ｅｘｐ［－ｊ‘△咖（易）】，Ｊ，２ｅｘｐ【『 Ａ６（ｅｊ）］』。

当存在定向干扰时，直接采用式（５）的空时分组码解码处理算法将不能正常工作。在于扰很强时，系统会被强的定向干扰所堵塞。

３

ＭＩＭＯ系统抑制定向干扰方案

图２示出了一种基于数字波束形成ｆＤＢＦ）的ＭＩＭＯ

系统定向干扰抑制方案。图中两组波束形成器对应Ａｌａｍｏｕｔｉ空时分组码每个分组的两个符号周期，每组波

束形成器所进行的处理为空时联合加权处理。

图２

基于ＤＢＦ的ＭＩＭＯ系统定向干扰抑制方案

令ｗ１－－－－－［Ｗ１１，删１２，∞１３，硼１４］７，ｗ，２－－－－［Ｗ２１，埘２２，叫２３，伽２４］’，贝０两组波束形成器的输出分别为：

＾

Ｈ＾Ｈ

ｓ１－－－－ＷｌＹ，ｓ２－－－－Ｗ２Ｙ

（７）

最佳的信号检测和干扰抑制处理在于根据一定准

则寻求最佳权ｗ。，ｗ：。本文采用ＭＭＳＥ准则。

Ｈ

’

Ｗｉ，∞。＝ａｒｇｍｉｎ

Ｅ｛Ｉ｜ｗ。’ｙ—ｓ。Ｉ｜｝，ｉ＝１，２（８）

∞１

式（８）的最佳权矢量Ｗｉ，ｏｐｔ（江ｌ，２）满足Ｖｉｎｎｅｒ—Ｈｏｐｆｆ

《微型机与应用》２０１０年第２９卷第１９期