基于Jacket矩阵特征向量的MIMO系统干扰消除#周婧莹，郭迎**510152025303540（中南大学信息科学与工程学院，长沙410083）摘要：本文提出一种基于Jacket矩阵特征向量的多输入多输出（MIMO）系统干扰消除方案，此方案在发送端使用Jacket矩阵特征向量对信号做预处理，接收端使用最小均方差（MMSE）译码接收机进行译码。在此方案中，预处理后的信号具有同相应Jacket矩阵特征向量相同的符号变换频率特性，接收端可通过此特性分辨出期望信号和干扰信号，并使用MMSE译码彻底消除干扰。通过仿真发现，本文方案性能良好且在部分情况下优于常用的几种方案。关键词：Jacket矩阵特征向量；MMSE译码；MIMO系统；干扰消除中图分类号：TN925InterferenceCancellationbasedoneigenvectorsofJacketmatixforMIMOsystemsZHOUJingying,GUOYing(SchoolofInformationScienceandEngineering,CentralSouthUniversity,ChangSha410083)Abstract:AsimpleInterferenceCancellationschemebasedoneigenvectorsofJacketmatrixisproposedforMIMOsystems.Inthisscheme,eigenvectorsofJacketmatrixareimplementedattransmitterforpre-coding,andMinimummean-squareerror(MMSE)decodingtechniqueisimplementedatreceiver.Afterpre-coding,thesignalhasthesamenumberofsign-changesastheeigenvectorofJacketmatrixmultipliedwithit.Thenreceiversfindthedesiresignaloutofinterferingsignalswiththeknownnumberofsign-changes,andremovetheinterferencesusingMMSEreceiver.Thesimulationresultsshowthattheperformanceoftheschemeisbetterthanthatofthecommonschemesinsomeinstances.Keywords:EigenvectorsofJacketmatrix;MMSEdecoding;MIMOsystems;InterferenceCancellation0引言1975年N.Ahmed就在文献[1]中提出了一种正交矩阵，称为Hadamard矩阵，因其实际意义深远，常应用于信号序列变换和数据处理方面。2000年，M.H.Lee在文献[2]中介绍了由带逆约束的中心加权Hadamard矩阵衍生出的Jacket矩阵，其矩阵的逆是由矩阵元素的逆决定的。另外，特别提到的是一些典型矩阵，例如Hadamard矩阵，Haar矩阵，傅里叶矩阵和slant矩阵，它们都属于Jacket矩阵族[3][4]。因为Jacket矩阵的逆矩阵易推算，它受到了广大学者和科研人员的喜爱，一经提出，便迅速成为研究热点，如今Jacket矩阵和它的变换已经得到广泛研究和应用[4]-[9]。除此之外，Jacket矩阵与许多有用的矩阵相关，例如酉矩阵和Hermitian矩阵也已经应用在数字信号处理、无线通信、密码学等领域[10]-[14]。目前应用最多的是Jacket矩阵易求逆的特征，本文从另一个特性——Jacket矩阵特征向量的符号变换特性出发，具体研究Jacket矩阵的特征向量，并把其具有的特别性质应用于无线通信系统中的信道干扰消除方面，提出一种新的干扰消除方案。本文方案可以提高系统性基金项目：国家自然科学基金（61272495）；教育部新世纪优秀人才支持计划（NCET-11-0510）作者简介：周婧莹，（1988-），女，硕士研究生，主要研究方向：无线通信。通信联系人：郭迎，副教授，主要研究方向：量子信息学，量子纠错码，量子网络编码，量子密码学，无线通信。sdguoying@gmail.com-1-能，降低系统误码率，且因为Jacket矩阵特征向量能快速递推获得，所以本文方案易实现，易推广，同时这也是Jacket矩阵的新应用。1Jacket矩阵特征向量的符号变换性质Hadamard矩阵是Jacket矩阵的一种形式，此类Jacket矩阵结构简单易理解，所以本文45选取这类Jacket矩阵进行研究讨论，本小节简单回顾一下Jacket矩阵特征向量的符号变换性质。nn1阶Jacket矩阵的特征向量的kknkn1阶Jacket50定理1kkk2k1。一个为2k，则另外一个将为2k1。kkkk...