专利名称：基于有限反馈的多用户mimo系统预编码方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无线传输技术领域的方法和装置，具体是一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法和装置。
背景技术：
在发射机和接收机上使用多根天线，即构成了多输入多输出(MIMO)传输模型，这种传输方式可以增强无线连接的可靠性和增加无线通信系统的容量。在电磁干扰较为严重的无线环境中，对于一个拥有MT根发射天线和MR根接收天线的系统，MIMO传输方式对信道容量提高的贡献，与发射天线数以及接收天线数，相对较小的数值成线性关系。因此，MIMO技术已成为未来宽带移动通信系统优秀的备选方案。预编码技术针对无线信道的衰落特性，以加权的方式使得发送信号能够更好的克服信道对信号的衰落，更好的跟踪信道状态的变化，是提高MIMO系统性能的有效方法之一。近些年来，由于MIMO技术的发展，使得预编码技术成为无线通信领域重要的研究方向。预编码技术着眼于提高无线通信的数据传输速率，在2005年成为IEEE 802.16e标准的一部分，包括开环和闭环的预编码方法。在3GPP标准中也使用了基于预编码的有限反馈的预编码方法。
由于MIMO系统的容量与发射端和接收端的最小天线数相关，而在实际系统中，移动端由于体积和功率的限制，天线的数量受到约束，而基站则不受此限制。因此，为了在这种情况下实现空间分集，多用户MIMO广播信道(Broadcast Channel，BC)的研究近年来引起了学术界广泛的兴趣。已有的研究结果表明，脏纸编码(Dirty Paper Coding，DPC)能够达到MIMO广播信道的容量域。然而，在发射端和接收端实现DPC所需要额外的复杂度极高。并且如何构造实用的、达到系统容量的DPC码的问题至今没有得到解决。
线性预编码技术具有计算复杂度低，实现简单的优点。已有的研究结果表明，迫零波束成形(Zero-foring Beamforming，ZFBF)能够消除各个用户天线之间的干扰，性能接近最优。在实际频分双工(FDD)系统中，信道状态信息(CSI)可以由接收端的信道估计获得，并通过反馈信道传输到发射端。但是，由于反馈信道的带宽是有限的，一般不可能将全部的CSI信息传输到发射端，只能通过反馈有限比特的信息来表示CSI。由于用有限比特的信息来量化CSI，存在着量化的误差。导致预编码的性能，与发射端完全已知CSI的理想情况相比，有较大的性能损失。
经对现有技术的文献检索发现，Nihar Jindal在IEEE InternationalSymposium on Information Theory(IEEE信息理论国际会议，2006年7月，2699-2703页)上发表的“A Feedback Reduction Technique for MIMO BroadcastChannels”(《一种低反馈量的MIMO广播信道技术》)。该文中，对多天线用户接收机的情况下，提出了一种减少反馈比特数的预编码方法，其中预编码的具体方法为用户接收端首先估计出各个天线的信道状态矢量；然后从遍历预先构造的码本，从中选择与各个天线信道状态矢量所构成的空间，夹角最小的码字，来代表用户的信道状态矢量；最后将所选择的码字编号反馈给发射端，由发射端生成预编码矩阵。这一方法的优点是在相同码本下，减少了平均的量化误差，从而可以降低反馈的比特数。其不足在于将多天线接收机的情况退化为单天线接收机，从而相应地，块对角化(BlockDiagonalization，BD)预编码算法退化为迫零算法，使得预编码的自由度下降。因此，系统的性能有着进一步提高的余地。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法和装置，选出若干个与接收天线矢量空间较小的备选码字，再从备选码字中选择出代表信道状态信息的码字，在减少量化误差的同时，利用了块对角化预编码设计自由度高、性能比迫零算法好的优点，提高了多用户预编码的性能。
本发明是通过以下技术方案实现的 本发明所涉及的基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码的方法，包括如下步骤 ①首先在每个用户接收端获得该用户的接收机每根天线的信道状态矢量，然后根据从预先设置好的码本中，选择出若干个与信道状态矢量空间夹角最小的码字作为备选码字，并获取每个备选码字的等效信道状态矢量和权重矢量，从备选码字中选择出Ni个码字矢量并得到相应的权重矩阵以及用户接收机的等效信道状态矩阵(Ni为用户接收机天线个数)，并将选出的码字矢量的编号通过反馈信道传送回基站； ②基站接收反馈信息，根据预先约定的码本以及反馈的码字矢量的编号，重构各个用户的信道状态矢量，然后根据重构的信道状态矢量进行多用户块对角化的预编码，用户接收端接收到预编码的信号后，首先进行预处理过程，将预编码与权重矩阵相乘，将实际的信道矩阵转换为相应的等效信道矩阵。
所述选择出若干个与信道状态矢量空间夹角最小的码字作为备选码字，包括如下步骤 第一步，对接收端获得的信道状态矢量h1，h2，…，
进行正交化变换，得到信道状态矢量所构成空间的一组标准正交基q1，q2，…，
其中，Ni为第i个用户接收机的天线个数，h1，h2，…，
为用户接收机每根天线的信道状态矢量； 第二步，从码本中挑选出若干个码字作为备选码字，所挑选的码字个数应当大于用户接受机的天线个数，挑选备选码字的方法为遍历整个码本集合，选择与信道矢量空间
夹角最小的码字，用w1，w2，…，
表示选择出的备选码字，na为备选码字的个数，
为应备选码字与空间
的夹角，并将第i个用户的信道状态矩阵表示为 所述获取每个备选码字的等效信道状态矢量和权重矢量，具体为对每个备选码字wj，根据其在信道矢量空间
上的投影矢量
获取其对应的等效信道状态矢量和权重矢量，等效信道矢量
为备选码字投影方向上的矢量，权重矢量γj由等效信道矢量与接收天线的实际信道矢量之间的比例因子构成，具体为(1) 其中Hi为第i个用户的信道状态矩阵。
所述备选码字中选择出Ni个码字矢量来代表用户的信道状态信息，并获取到相应的等效信道状态矢量和权重矢量，具体如下 第一步，初始化设矩阵A＝IM，其中，M为基站发射机的发射天线数，从备选码字中选出与信道矢量空间夹角最小的码字作为第一个码字，该码字的编号为记n＝1； 第二步，更新矩阵选择第n+1个码字为，更新n＝n+1； 第三步，重复第二步直到选择出全部的Ni个码字矢量，即n＝Ni，选择出的码字矢量使得公式(2)的值最大，所选择出的Ni个码字的编号为r1，r2，…，
对应的等效信道矢量为
对应的权重矢量为 其中，
由已经选出的码字矢量构成 所述根据预先约定的码本以及反馈的码字编号，重构用户的信道状态矩阵
具体如下 所述根据重构得到的信道状态矩阵进行块对角化的预编码，其预编码后得到每个用户的预编码矩阵V1，V2，…，VK，设发送给第i个用户的数据为si，则预编码后的发送信号为第i个用户接收的信号为yi＝Hix+ni，其中，Hi是信道状态矩阵，ni为加性高斯白噪声。
所述将预编码与权重矩阵相乘，从而将实际的信道矩阵转换为相应的等效信道矩阵，具体如下 其中Γi为权重矩阵，yi为用户接收的信号，
为等效的接收信号。
在本发明中，根据(5)式，等效接收信号的模型，第i个用户的速率为 其中，P为基站发射端的发射功率。
由(6)式可知，系统的性能取决于两方面一是如(6)式分子所示，等效信道矩阵与预编码矩阵乘积的模值大小；另一个是如(6)式分母所示，由于量化误差，无法完全各个用户之间的相互干扰，导致性能的损失。为了提高前者，即(6)式分子的大小，应当让等效信道矢量之间尽可能地正交；而为了降低用户间的干扰，即(6)式分母的大小，应当减少量化误差的大小，即选用与空间
的夹角较小的码字。联合优化这两部分，使得(6)式性能最优比较困难。因此，在本发明中，首先选择出na个码字作为备选码字，以限定量化误差的大小。然后，在备选码字中，尽可能地选择出使得等效信道矩阵与预编码矩阵乘积的模值大小最大的码字集合，以提高系统的性能。
本发明所涉及基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码的装置，包括接收端与发送端，其中 接收端接收到发射端发射的信息后，完成信道状态信息的获取、选择码字矢量、计算等效信道矩阵，将反馈信息发射出去； 发射端接收到反馈信息后，完成反馈信息重构、预编码矩阵计算，并使用计算得到的预编码矩阵对准备传送的数据进行预编码，最终形成可发射的信息。
所述的接收端装置，包括信道状态信息获取单元、备选码字选择单元、等效信道状态矢量计算单元、码字矢量选择单元、量化信息反馈单元、接收端预处理单元，其中 信道状态信息获取单元获取信道状态矢量，并将信道状态矢量传输给备选码字选择单元； 备选码字选择单元根据获得的信道状态矢量，从预先设定的码本中，选择出备选的码字矢量，首先计算信道状态矢量所构成空间的一组标准正交积，然后计算码本中各个码字与信道状态矢量空间的夹角，最后从计算结果中选择出最小的夹角码字，构成备选码字集合； 等效信道状态矢量计算单元对备选码字集合中的每个码字，计算其等效信道状态矢量以及相应的权重矢量； 码字矢量选择单元根据等效信道状态矢量，从备选码字集合中，选择出代表该用户等效信道状态矢量的码字矢量； 量化信息反馈单元将码字矢量选择单元选择出的码字矢量在码本中的编号，反馈到发射端； 接收端预处理单元，将接收到的数据信号与权重矩阵相乘，将用户的信道状态矩阵转化为等效信道状态矩阵，其中，权重矩阵由选择出码字所对应的权重矢量构成。
所述的发送端装置，包括反馈信息重构单元、预编码单元，其中 反馈信息重构单元接收反馈的信息，重构用户的等效信道状态矩阵； 预编码单元根据各个用户的等效信道状态矩阵，采用块对角化的方法，计算相应的预编码矩阵。
上述装置的功能单元与本发明方法实现步骤的对应关系是接收端信道状态信息获取单元完成步骤一；备选码字选择单元完成步骤二；等效信道状态矢量计算单元完成步骤三；码字矢量选择单元完成步骤四；量化信息反馈单元完成步骤五；接收端预处理单元完成步骤八。发射端反馈信息重构单元完成步骤六；预编码单元完成步骤七。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果 本发明提出一种新的多用户MIMO系统预编码方法，首先选出若干个与接收天线矢量空间较小的备选码字，再从备选码字中选择出代表信道状态信息的码字，在减少量化误差的同时，利用了块对角化预编码设计自由度高、性能比迫零算法好的优点，提高了多用户预编码的性能。相对于现有的方法，本发明系统的速率和更高，很适合实际中应用，可为第三代(3G)、超三代(B3G)、第四代(4G)蜂窝移动通信和数字电视、无线局域网、无线广域网等系统的技术方案提供重要的理论依据和具体的实现方法。
图1是基于有限反馈多用户MIMO预编码系统的工作原理图； 图2是本发明装置的系统结构框图； 图3是本发明方法的工作流程图； 图4是MIMO广播信道下系统速率和容量仿真曲线图(M＝4，N＝2)； 图5是MIMO广播信道下系统速率和容量仿真曲线图(M＝6，N＝3)； 图6是参数na对系统速率和容量仿真曲线图(M＝4，N＝2，SNR＝15dB)； 图7是参数na对系统速率和容量仿真曲线图(M＝6，N＝3，SNR＝20dB)。
具体实施例方式 下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
本实施例应用于基于有限反馈的多用户MIMO系统，如图1所示，多用户MIMO系统包含1个基站和K个用户(用户1，用户2，…，用户K)，基站有M根发射天线，每个用户接收机有N根接收天线。图1中，Zi(i＝1，2，…，K)为发送给第i个用户的数据；Ti表示为第i个用户发送数据的线性预编码过程；Ri表示为第i个用户的接收机。
本实施例应用的信道模型为MIMO广播信道(MIMO Broadcast Channel)，具体请参考“Multiple Antenna Broadcast Channels With Shape Feedbackand Limited Feedback”(《多天线广播信道下的波形反馈及有限反馈》)，IEEE TRANSACTIONS ON SIGNAL PROCESSING，VOL.55，NO.7，July 2007(IEEE信号处理汇刊，2007年7月，第55卷，第7期)。
如图3所示，本实施例涉及一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法，包括如下步骤 步骤一，在每个用户接收端获得该用户的接收机每根天线的信道状态矢量； 步骤二，预编码码本 本实施例不涉及码本的设计问题，所做的一切仿真、分析和说明都使用16比特大小的随机矢量码本。即从M维空间单位球上，随机、均匀地选择65，536个矢量构成码本的码字。
步骤三，备选码字选择 备选码字的选择过程为，遍历码本中的每一个码字，计算其与信道矢量空间的夹角，从中选择出夹角最小的na个码字构成备选码字集合。其中，na为预先设定的参数，且na≥Ni。
为了计算码字与信道矢量空间
的夹角，首先用施密特(Schimidt)正交化过程计算出一组标准正交基
q1＝h1/‖h1‖ (7) ... 则码字矢量与信道矢量空间的夹角的余弦值的平方，等于码字矢量与每个正交基的内积的平方和，即选择夹角最小的na个码字，等效为选择其余弦值的平方cos2aj最小的na个码字。
步骤四，获取到相应的等效信道状态矢量和权重矢量 分别计算每个备选码字对应的等效信道状态矢量，等效信道状态矢量的方向与对应码字wj在空间span(h1，h2，…，
)上的投影
方向相同。
码字的投影矢量
的计算，可等效为码字wj在每个正交基q1，q2，…，
方向上投影矢量的和，即 等效信道矢量为接收机天线的信道矢量h1，h2，…，
的线性组合，并且与投影矢量
的方向相同。记等效信道矢量其中γj权重矢量，为第i个用户的信道状态矩阵。权重矢量γj的大小对接收机输入信噪比的大小没有影响，也不会影响整个系统的性能。因此为了求解γj以及等效信道矢量
限定权重矢量γj为单位矢量。即可求得， 等效信道矢量
为， 步骤五，从备选码字中选择出Ni个码字矢量并得到相应的权重矩阵以及用户接收机的等效信道状态矩阵(Ni为用户接收机天线个数)，并将选出的码字矢量的编号通过反馈信道传送回基站； 从备选码字集合中选择出Ni个码字，作为反馈码字表示接收机Ni根天线的信道矢量。为了提高系统的性能，希望所选择出的反馈码字，能够使得最大化，其中
由挑选出的反馈码字对应的等效信道矢量构成， 从中na个备选码字中选择Ni个码字，共有种组合。对每种码字组合，分别计算Copt值，计算的开销很大。因此，在实际系统中，采用一种次优的选择方法。即每次从未选择的备选码字中，选择一个码字矢量，使得最大，直到选择出全部的Ni个码字矢量。其中，
由已经选出的码字矢量构成， 为了避免每次选择码字过程中，重新计算
的额外开销。利用以下迭代关系， 因此，选择出码字的编号为 根据矩阵求逆定理可知，(12)式矩阵求逆的过程，可以变换为计算标量数值的倒数， 在选择第n+1个码字前，已经计算得到对于由矩阵求逆定理，(14) 同样，应用(14)式更新矩阵避免了矩阵求逆的开销。
接着，根据(12)式和(13)式，选择出第n+1个码字，即 步骤六，基站接收反馈信息，根据预先约定的码本以及反馈的码字矢量的编号，重构各个用户的信道状态矢量，然后根据重构的信道状态矢量进行多用户块对角化的预编码，用户接收端接收到预编码的信号后，首先进行预处理过程，将预编码与权重矩阵相乘，将实际的信道矩阵转换为相应的等效信道矩阵。
如图2所示，本实施例涉及一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码装置，包括接收端与发送端，其中 接收端接收到发射端发射的信息后，完成信道状态信息的获取、选择码字矢量、计算等效信道矩阵，将反馈信息发射出去； 发射端接收到反馈信息后，完成反馈信息重构、预编码矩阵计算，并使用计算得到的预编码矩阵对准备传送的数据进行预编码，最终形成可发射的信息。
所述的接收端装置，包括信道状态信息获取单元、备选码字选择单元、等效信道状态矢量计算单元、码字矢量选择单元、量化信息反馈单元、接收端预处理单元，其中 信道状态信息获取单元获取信道状态矢量，并将信道状态矢量传输给备选码字选择单元； 备选码字选择单元根据获得的信道状态矢量，从预先设定的码本中，选择出备选的码字矢量，首先计算信道状态矢量所构成空间的一组标准正交积，然后计算码本中各个码字与信道状态矢量空间的夹角，最后从计算结果中选择出最小的夹角码字，构成备选码字集合； 等效信道状态矢量计算单元对备选码字集合中的每个码字，计算其等效信道状态矢量以及相应的权重矢量； 码字矢量选择单元根据等效信道状态矢量，从备选码字集合中，选择出代表该用户等效信道状态矢量的码字矢量； 量化信息反馈单元将码字矢量选择单元选择出的码字矢量在码本中的编号，反馈到发射端； 接收端预处理单元，将接收到的数据信号与权重矩阵相乘，将用户的信道状态矩阵转化为等效信道状态矩阵，其中，权重矩阵由选择出码字所对应的权重矢量构成。
所述的发送端装置，包括反馈信息重构单元、预编码单元，其中 反馈信息重构单元接收反馈的信息，重构用户的等效信道状态矩阵； 预编码单元根据各个用户的等效信道状态矩阵，采用块对角化的方法，计算相应的预编码矩阵。
本实施例效果 本实施例应用于4个发射天线、2个接收天线的多用户MIMO系统时，图4是该实施例系统的速率和性能仿真曲线图。
图4中包含了采用本发明的预编码方法(BD)的性能仿真结果，同时作为比较，给出了Nihar Jindal在“A Feedback Reduction Technique for MIMOBroadcast Channels”(《一种低反馈量的MIMO广播信道技术》)，InformationTheory，2006 IEEE International Symposium on(IEEE信息理论国际会议，2006年7月，2699-2703页)中提出的算法(ZF)的性能仿真结果。
在本实施例中，与Nihar Jindal提出的方法相比，本实施例方法的系统性能要更好。当na＝2时，本实施例方法，系统速率和性能提高了4.0(bit/s/Hz)；当na＝6时，系统速率和性能提高了5.6(bit/s/Hz)。
图4中还给出了发射端完全已知信道状态信息(CSIT)，不存在量化误差情况下，块对角化(BD)预编码的性能仿真结果，作为BD算法的性能上界。与BD算法的性能上界相比，在低信噪比下，本实施例方法，性能十分接近BD算法的上界，但是，随着信噪比增加，性能的损失也逐渐增加。
图6为参数na对系统速率和容量的影响。在SNR＝15dB下，当na＝8时，系统速率和最大。na>8后，由于量化误差在增大，统速率和随na增加而减小。
本实施例应用于6个发射天线、3个接收天线的多用户MIMO系统时，图5是该实施例系统的速率和性能仿真曲线图。
图5中包含了采用本实施例方法的性能仿真结果，同时作为比较，给出了Nihar Jindal在“A Feedback Reduction Technique for MIMO BroadcastChannels”(《一种低反馈量的MIMO广播信道技术》)，Information Theory，2006 IEEE International Symposium on(IEEE信息理论国际会议，2006年7月，2699-2703页)中提出的算法(ZF)的性能仿真结果。
在本实施例中，与Nihar Jindal提出的方法相比，本实施例方法的系统性能要更好。当na＝3时，本实施例方法，系统速率和性能提高了8.5(bit/s/Hz)；当na＝7时，系统速率和性能提高了10.1(bit/s/Hz)。
图5中还给出了发射端完全已知信道状态信息(CSIT)，不存在量化误差情况下，块对角化(BD)预编码的性能仿真结果，作为BD方法的性能上界。与BD方法的性能上界相比，在低信噪比下，本实施例方法，性能十分接近BD方法的上界，但是，随着信噪比增加，性能的损失也逐渐增加。
图7为参数na对系统速率和容量的影响。在SNR＝15dB下，当na＝7时，系统速率和最大。na>7后，由于量化误差在增大，统速率和随na增加而减小。
权利要求
1.一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法，其特征在于，包括以下步骤
①首先在每个用户接收端获得该用户的接收机每根天线的信道状态矢量，然后根据从预先设置好的码本中，选择出若干个与信道状态矢量空间夹角最小的码字作为备选码字，并获取每个备选码字的等效信道状态矢量和权重矢量，从备选码字中选择出Ni个码字矢量并得到相应的权重矩阵以及用户接收机的等效信道状态矩阵，所述的Ni为用户接收机天线个数，并将选出的码字矢量的编号通过反馈信道传送回基站；
②基站接收反馈信息，根据预先约定的码本以及反馈的码字矢量的编号，重构各个用户的信道状态矢量，然后根据重构的信道状态矢量进行多用户块对角化的预编码，用户接收端接收到预编码的信号后，先进行预处理过程，将预编码与权重矩阵相乘，将实际的信道矩阵转换为相应的等效信道矩阵。
2.如权利要求1所述的基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法，其特征是，所述选择出若干个与信道状态矢量空间夹角最小的码字作为备选码字，包括如下步骤
第一步，对接收端获得的信道状态矢量h1，h2，…，
行正交化变换，得到信道状态矢量所构成空间的一组标准正交基q1，q2，…，
其中，Ni为第i个用户接收机的天线个数，h1，h2，…，
为用户接收机每根天线的信道状态矢量；
第二步，从码本中挑选出若干个码字作为备选码字，所挑选的码字个数应当大于用户接受机的天线个数，挑选备选码字的方法为遍历整个码本集合，选择与信道矢量空间span(h1，h2，…，
)夹角最小的码字，用w1，w2，…，
表示选择出的备选码字，na为备选码字的个数，α1，α1，…，
为相应备选码字与空间span(h1，h2，…，
)的夹角，并将第i个用户的信道状态矩阵表示为
3.如权利要求1所述的基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法，其特征是，所述获取每个备选码字的等效信道状态矢量和权重矢量，具体为对每个备选码字wj，根据其在信道矢量空间span(h1，h2，…，
)上的投影矢量
获取其对应的等效信道状态矢量和权重矢量，等效信道矢量
为备选码字投影方向上的矢量，权重矢量γj由等效信道矢量与接收天线的实际信道矢量之间的比例因子构成，具体为
其中Hi为第i个用户的信道状态矩阵。
4.如权利要求1所述的基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码方法，其特征是，所述备选码字中选择出Ni个码字矢量来代表用户的信道状态信息，并得到相应的权重矩阵以及用户接收机的等效信道状态矩阵，具体如下
第一步，初始化设矩阵A＝IM，其中，M为基站发射机的发射天线数，从备选码字中选出夹角αi最小的码字作为第一个码字，该码字的编号为
记n＝1；
第二步，更新矩阵选择第n+1个码字为，更新n＝n+1；
第三步，重复第二步直到选择出全部的Ni个码字矢量，即n＝Ni，选择出的码字矢量使得下面公式的取值最大其中，
由已经选出的码字矢量构成所选择出的Ni个码字的编号为r1，r2，…，
对应的等效信道矢量为
对应的权重矢量为
5.一种基于有限反馈的多用户MIMO系统预编码的装置，包括接收端与发送端，接收端接收到发射端发射的信息后，完成信道状态信息的获取、选择码字矢量、计算等效信道矩阵，将反馈信息发射出去；发射端接收到反馈信息后，完成反馈信息重构、预编码矩阵计算，并使用计算得到的预编码矩阵对准备传送的数据进行预编码，最终形成可发射的信息；
所述的接收端装置，包括信道状态信息获取单元、备选码字选择单元、等效信道状态矢量计算单元、码字矢量选择单元、量化信息反馈单元、接收端预处理单元，其中信道状态信息获取单元获取信道状态矢量，并将信道状态矢量传输给备选码字选择单元；备选码字选择单元根据获得的信道状态矢量，从预先设定的码本中，选择出备选的码字矢量，首先计算信道状态矢量所构成空间的一组标准正交积，然后计算码本中各个码字与信道状态矢量空间的夹角，最后从计算结果中选择出最小的夹角码字，构成备选码字集合；等效信道状态矢量计算单元对备选码字集合中的每个码字，计算其等效信道状态矢量以及相应的权重矢量；码字矢量选择单元根据等效信道状态矢量，从备选码字集合中，选择出代表该用户等效信道状态矢量的码字矢量；量化信息反馈单元将码字矢量选择单元选择出的码字矢量在码本中的编号，反馈到发射端；接收端预处理单元，将接收到的数据信号与权重矩阵相乘，将用户的信道状态矩阵转化为等效信道状态矩阵，其中，权重矩阵由选择出码字所对应的权重矢量构成；
所述的发送端装置，包括反馈信息重构单元、预编码单元，其中反馈信息重构单元接收反馈的信息，重构用户的等效信道状态矩阵；预编码单元根据各个用户的等效信道状态矩阵，采用块对角化的方法，计算相应的预编码矩阵。
全文摘要
一种无线传输技术领域的基于有限反馈的多用户MIMO系统信道量化方法和装置，所述方法首先根据信道状态信息，从码本中选择出与其夹角最小的码字，并计算量化误差；再从码本中选择出与量化误差夹角最小的码字矢量；将信道矢量向选择出的两个码字矢量构成的空间作投影，计算得到复比例因子；用预先生成的量化阶集合对复比例因子进行量化。接收端装置包括信道状态信息获取单元，信道矢量量化单元，量化信息反馈单元，发送端装置包括反馈信息重构单元，预编码单元。本发明能够减少量化的误差，提高系统的容量性能，在达到相同的速率和容量时，具有所使用的码本小，复杂度低的优点。
文档编号H04L25/03GK101369871SQ20081020125
公开日2009年2月18日 申请日期2008年10月16日 优先权日2008年10月16日
发明者俞子丰, 罗汉文, 佳 郭, 李洪星, 超 王 申请人:上海交通大学