专利名称：闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法和系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及通讯领域，特别涉及一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法和系统。
背景技术：
多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，ΜΙΜΟ)是实现无线数据系统所需高速数据速率的重要技术之一。数据流可通过MIMO方式进行传输，从而增加系统的吞吐量。目前，大多数3G和4G无线标准如全球微波接入互通技术(World interoperability for Microwave Access， WiMAX)、石马^入(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access, TD-SCDMA)和长期演进技术(Long TermEvolution, LTE) 等都采用了 ΜΙΜΟ方式。ΜΙΜΟ系统的发射方案主要分为开环ΜΙΜΟ系统和闭环ΜΙΜΟ系统两种类型。闭环 MIMO系统在接收端将信道信息反馈给发射端，然后对传输数据进行预编码、波束成形等操作。而开环MIMO系统的接收端和发射端不会进行往复通信，无法充分利用信道信息。在信道变化较慢的场合，需要闭环预编码MIMO系统利用反馈的信道信息来提升系统性能。由于反馈链路占用系统开销，在实际系统中，一般采用部分反馈技术，在手机和基站之间分配一个有限的反馈信道，反馈信道的重要信息，实现复用技术。为了减小反向链路信令开销，降低预编码系统的反馈信息量，LTE系统采用基于码本的预编码技术提升系统的频谱效率。对于LTE闭环MIMO系统，协议给出了预编码矩阵和相应的索引值，接收端根据一定准则选取最优的预编码矩阵，并将预编码矩阵索引值(Precoding Matrix Indicator,PMI)反馈到发射端，发射端根据PMI获取预编码矩阵，再对发射信号进行预编码处理。现有闭环MIMO系统中的PMI估计准则有均方误差矩阵的迹最小准则、信道容量最大的准则、最优误比特率(Bit Error Rate, BER)选取准则等等。均方误差矩阵的迹最小准则在满秩情况下闭环相对于开环增益不大；信道容量最大准则实际上达不到计算出的理论信道容量，误帧率(FrameError Rate, FER)性能没有增益；而最优误比特率选取准则与吞吐量最大准则等效，其不足之处在于其计算公式是在大量假设前提下得到的。可见，现有的预编码矩阵的选取方法存在不足。
发明内容
本发明提供了一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，可选出合适的预编码矩阵。本发明采用了如下技术方案一方面，本发明公开了一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，所述方法包含以下步骤A、遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；B、根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。上述闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法中，所述步骤B具体为Bi、根据CINR-MCSinit映射关系表，将载波干扰噪声比CINR的值映射为调制编码方式初始值MCSinit，并进行筛选；B2、计算筛选出来的调制编码方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；B3、用修正值AMCS对调制编码方式初始值MCSinit进行修正，得到调制编码方式值 MCS ；B4、计算调制编码方式值MCS的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。上述闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法中，所述步骤B4之后还包括上报所述频谱效率最大的预编码矩阵对应的信道质量指示CQI和预编码矩阵索引PMI。上述闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法中，所述步骤Bl中，筛选调制编码方式初始值MCSinit按如下方式进行如果映射后的调制编码方式初始值MCSinit相同，则任取其中一个；如果映射后的调制编码方式初始值MCSinit不同，则按如下方式进行筛选单数据流情况下取对应的CINR值高的调制编码方式初始值MCSinit ；双数据流情况下取对应的CINR值之和高的调制编码方式初始值MCSinit，如果对应的CINR值之和相等，则取对应的CINR值差异小的调制编码方式初始值MCSinit。上述闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法中，所述步骤B2中，获取修正值AMCS按如下方式进行B21、确定AMCS的初始值、AMCS最大值、AMCS最小值、BLER上限值和BLER下限值，；B22、如果BLER连续N次低于下限值，则AMCS加1，但AMCS不超过最大值；如果 BLER连续N次高于上限值，则AMCS减1，但AMCS不小于AMCS最小值；其他情况AMCS 保持不变。上述闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法中，所述步骤B3中，计算修正后的调制编码方式值MCS按如下方式进行将AMCS与调制编码方式初始值MCSinit相加。另一方面，本发明还公开了一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统，包括CINR计算模块和MCS计算模块，所述CINR计算模块用于遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；所述MCS计算模块用于根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。本发明公开的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统中，所述MCS计算模块包括映射筛选子模块、AMCS计算子模块、修正子模块和选取子模块，所述映射筛选子模块用于根据CINR-MCSinit映射关系表，将载波干扰噪声比CINR的值映射为调制编码方式初始值MCSinit，并进行筛选；所述AMCS计算子模块用于计算筛选出来的调制编码方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；所述修正子模块用于用修正值AMCS对调制编码方式初始值MCSinit进行修正，得到调制编码方式值MCS ；所述选取子模块用于计算调制编码方式值MCS对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。
本发明公开的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统中，还包括上报子模块，用于上报频谱效率最大的预编码矩阵对应的信道质量指示CQI和预编码矩阵索引 PMI。本发明公开的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统中，所述筛选子模块还用于若映射后的调制编码方式初始值MCSinit相同，则任取其中一个；所述筛选子模块还用于若映射后的调制编码方式初始值MCSinit不同，则单数据流情况下取对应的CINR值高的调制编码方式初始值MCSinit，双数据流情况下取对应的 CINR值之和高的调制编码方式初始值MCSinit，如果对应的CINR值之和相等，则取对应的 CINR值差异小的调制编码方式初始值MCSinit。与现有技术相比，本发明的有益效果在于本发明通过计算预编码矩阵的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值 MCS，计算对应的频谱效率，从而选出合适的预编码矩阵，将该预编码矩阵用于闭环多输入多输出系统中后，可提高信道质量，在信道变化较慢情况下提高闭环复用系统的吞吐量，提高增益，同时本发明的方法避免计算了在大量假设前提下得到的BER公式，降低了运算的复杂度。
图1示例性地描述了本发明选取预编码矩阵的流程图；图2示例性地描述了本发明的系统图。
具体实施例方式下面对照附图并结合具体实施方式
对本发明进行进一步详细说明。本发明公开了一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，包含以下步骤A、遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；B、根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。实施例一如图1所示，本发明一个实施例的两收两发的闭环多输入多输出系统，码流个数为2，预编码矩阵的选取方法包含以下步骤步骤101，遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的CINR的值。计算CINR按如下公式进行 CINRI (GHW)ii I2
' -^1(^), P ^2Zl(G)y I'其中，对于最小均方误差接收机匪SE，G = (ffHHHHW+Rn) -1WhHh ；H表示信道矩阵，通过信道估计获取；W为预编码矩阵，从长期演进技术LTE协议中的码本得到，即*
PMIl =2
和 _-
11 1 一
11 11
权利要求
1.一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，包含以下步骤A、遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；B、根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。
2.如权利要求1所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，所述步骤B具体为Bi、根据CINR-MCSinit映射关系表，将载波干扰噪声比CINR的值映射为调制编码方式初始值MCSinit，并进行筛选；B2、计算筛选出来的调制编码方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；B3、用修正值AMCS对调制编码方式初始值MCSinit进行修正，得到调制编码方式值MCS ；B4、计算调制编码方式值MCS的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。
3.如权利要求2所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，所述步骤B4之后还包括上报所述频谱效率最大的预编码矩阵对应的信道质量指示 CQI和预编码矩阵索引PMI。
4.如权利要求3所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，所述步骤Bl中，筛选调制编码方式初始值MCSinit按如下方式进行如果映射后的调制编码方式初始值MCSinit相同，则任取其中一个； 如果映射后的调制编码方式初始值MCSinit不同，则按如下方式进行筛选 单数据流情况下取对应的CINR值高的调制编码方式初始值MCSinit ； 双数据流情况下取对应的CINR值之和高的调制编码方式初始值MCSinit，如果对应的 CINR值之和相等，则取对应的CINR值差异小的调制编码方式初始值MCSinit。
5.如权利要求4所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，所述步骤B2中，获取修正值AMCS按如下方式进行B21、确定AMCS的初始值、AMCS最大值、AMCS最小值、BLER上限值和BLER下限值，； B22、如果BLER连续N次低于下限值，则AMCS加1，但AMCS不超过最大值；如果BLER 连续N次高于上限值，则AMCS减1，但AMCS不小于AMCS最小值；其他情况AMCS保持不变。
6.如权利要求5所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，其特征在于，所述步骤B3中，计算修正后的调制编码方式值MCS按如下方式进行将AMCS与调制编码方式初始值MCSinit相加。
7.—种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统，其特征在于，包括CINR计算模块和MCS计算模块，所述CINR计算模块用于遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；所述MCS计算模块用于根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR 的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。
8.如权利要求7所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统，其特征在于，所述MCS计算模块包括映射筛选子模块、AMCS计算子模块、修正子模块和选取子模块， 所述映射筛选子模块用于根据CINR-MCSinit映射关系表，将载波干扰噪声比CINR的值映射为调制编码方式初始值MCSinit，并进行筛选；所述AMCS计算子模块用于计算筛选出来的调制编码方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；所述修正子模块用于用修正值AMCS对调制编码方式初始值MCSinit进行修正，得到调制编码方式值MCS;所述选取子模块用于计算调制编码方式值MCS对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。
9.如权利要求8所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统，其特征在于，还包括上报子模块，用于上报频谱效率最大的预编码矩阵对应的信道质量指示CQI和预编码矩阵索引PMI。
10.如权利要求9所述的闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取系统，其特征在于，所述筛选子模块还用于若映射后的调制编码方式初始值MCSinit相同，则任取其中一个；所述筛选子模块还用于若映射后的调制编码方式初始值MCSinit不同，则单数据流情况下取对应的CINR值高的调制编码方式初始值MCSinit，双数据流情况下取对应的CINR值之和高的调制编码方式初始值MCSinit，如果对应的CINR值之和相等，则取对应的CINR值差异小的调制编码方式初始值MCSinit。
全文摘要
本发明公开了一种闭环多输入多输出系统中预编码矩阵的选取方法，方法包含以下步骤遍历所有预编码矩阵，分别计算其对应的载波干扰噪声比CINR的值；根据所述其对应的载波干扰噪声比CINR的值，得到调制编码方式值MCS，计算其对应的频谱效率，选择频谱效率最大的预编码矩阵。将本发明应用于闭环多输入多输出系统中，可提高信道质量，提高闭环复用系统的吞吐量，提高增益。
文档编号H04L1/00GK102201886SQ20101013421
公开日2011年9月28日 申请日期2010年3月22日 优先权日2010年3月22日
发明者姚春峰, 张娟, 焦丽 申请人:中兴通讯股份有限公司