专利名称：具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法
技术领域：
本发明属于通信工程技术领域，涉及ー种应用于该领域的预编码技木，尤其是在有限反馈正交空时分组码系统下预编码方法。
背景技术：
在通信工程技术领域的理论和实际运用中，已经证明发送端完全或部分知道信道状态信息能够提高多输入多输出(MIMO)系统性能。一方面，采用波束形成和预编码技术能够提高系统的容量和互信息、降低溢出概率、増加接收信噪比(SNR)、減少系统错误概率。另一方面，一个空时分组码(STBC)预编码的MMO系统，尤其是正交空时分组码(OSTBC)模型已经被IEEE无线标准所接收。良好的空时编码技术可以使MMO系统实现由多天线带来的空间分集，同时该码能够提高时间分集和编码增益。此外，STBC的预编码能够进ー步提高系统性能。自2001年来，对空时分组码预编码的MMO系统的研究较多，特别需要指出的是许多研究都是针对OSTBC预编码。目前已有许多技术是用来构建预编码，如G. Jongren等人在IEEE Trans.Inform. Theory, vol. 48, no. 3, pp. 611-627, 2002 上发表的“ Combining beanforming andorthogonal space-time block coding"中提出在完全已知信道状态信息情况下的预编码；S. Zhou 等人在 IEEE Trans, on Signal Process. , vol. 50, no. 10, pp. 2599-2613,Oct. 2002 上发表的“Optimal transmitter eigen-beamforning and space-time blockcoding based on channel mean feedback"矛ロ H. Sampatn 等人在 IEEE Commun. Letters,vo丄 6,no. 6,pp. 239—241,2002发表的“Linear precoamg for space-time coded systemswith known fading correlations"中提出在统计信道状态信息情况下的预编码技术。其他还有许多预编码的设计是在接收端知道部分信道状态或量化信道状态信息的情况下提出的。在现有技术中，D.J. Love 等人在 IEEE Trans, on Signal Process, ,vol. 53,no. I,pp. 64—73, Jan. 2005 发表的 “Limited feedback unitary precoamg for orthogonalspace-time block codes",它能够提供众所周知的预编码码本，其中很多都被IEEETD-LTE标准所接收。在该文中，作者提出了基于在发射端有限比特信道状态信息的MMO系统的设计准则和预编码最优选择，并且给出了实际设计方法和具体码本。基于这些码本的仿真表示ー个POSTBC系统远远优于在OSTBC之前天线选择的系统。到目前为止，所有存在的预编码码本都是酉编码，即每个预编码码字V都满足正交性，也就是说，必须满足以下两个条件①每个码字中的每个列向量的长度为I ;②每个码字中任何两个不同的列向量正交
发明内容
本发明公开了ー种具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法，本发明得到的非酉编码不受如现有技术中酉编码的正交性限制，其仅要求每个码字中的每ー列向量的长度为I即可。本发明采取以下技术方案參见图1，假定系统采用配有队根接收天线、Nt根发射天线的MIMO系统，设输入信源序列S= {Sl，S2,…，sj的每个符号都是取自某ー复平面上的有限点，例如，有限QAM;发射信号是将序列S经过正交空时分组码(OSTBC)后得到MXT(MgNt)维的发射信号矩阵X，发射信号再经预编码F之后由发射天线发射出去；假定反馈的总比特数为r ;预编码F码本通过以下步骤得到第一步设计J = 2r个M维复单位向量V1, V27L7Vj,使得I vt+vs| (I彡t关s彡J)的最大值越小越好；第二步令Vj = (Vj, Vj, L, Vj), j = I, 2, L, J( = 2r),得到预编码码本。本发明具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法，与现有的预编码码本相比，其每ー个码字都是非酉矩阵，却能保持与酉矩阵相同的能量；此外，其利用所构造的非酉阵码本的系统性能比利用酉阵的性能更佳。
图I是基于码本有限反馈的MIMO预编码系统框图。
具体实施例方式下面对本发明实施例作详细说明。假定系统有4根发送天线与2根接收天线。设定系统的反馈信道容量为6bit。步骤I :r = 6, J = 2r = 64, Fdft = 1/2[1,1,1,1]T
权利要求
1.具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法，假定系统采用配有队根接收天线、Nt根发射天线的MMO系统，设输入信源序列S= Is1, S2,…，SnI的每个符号都是取自某一复平面上的有限点，发射信号是将序列S经过正交空时分组码后得到MXT(MSNt)维的发射信号矩阵X，发射信号再经预编码F之后由发射天线发射出去；假定反馈的总比特数为r ;其特征是预编码F码本通过以下步骤得到 第一步设计J = 21·个M维复单位向量V1, v2, Uvj使得在|vt+vs| (I彡t关s彡J)中最大值尽可能小； 第二步令V」=(vj, V」，L, ν」)，j = 1,2, L, J( = 21%得到预编码F码本。
全文摘要
本发明公开了具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法，假定采用配有Nr根接收天线、Nt根发射天线的MIM0系统，设输入信源序列S＝{s1，s2，…，sn}的每个符号都是取自某一复平面上的有限点，发射信号是将序列S经过正交空时分组码(0STBC)后得到M×T(M≤Nt)维的发射信号矩阵X，发射信号再经预编码F之后由发射天线发射出去；假定反馈的总比特数为r；预编码F码本通过以下步骤得到第一步设计J＝2r个M维复单位向量v1，v2，L，vJ使得在|vt+vs|(1≤t≠s≤J)中最大值尽可能小；第二步令Vj＝(vj，vj，L，vj)，j＝1，2，L，J(＝2r)，得到预编码F码本。本发明具有有限反馈信道的多天线系统非酉阵预编码的设计方法，与现有的预编码码本相比，其每一个码字都是非酉矩阵，却能保持与酉矩阵相同的能量；此外，其利用所构造的非酉阵码本的系统性能比利用酉阵的性能更佳。
文档编号H04L1/00GK102664706SQ201210102340
公开日2012年9月12日 申请日期2012年4月9日 优先权日2012年4月9日
发明者王海泉 申请人:杭州电子科技大学