专利名称：一种用于流最大化传输下的有限反馈预编码码本选取方法
技术领域：
:本发明涉及的是在多输入多输出系统当中，用于流最大化传输情况下的一种有限反馈预编码码本选取方法，属于无线通信技术领域。
背景技术：
:多输入多输出技术(MIMO, Multiple Input Multiple Output),通过在通信系统引入多根接收与发送天线，在收发两端建立了多条并行传输信道，利用这些信道并行的传输数据，有效的提升了系统的容量和频谱利用率，是新一代无线通信系统中具有突破性的技术。MMO预编码技术作为多输入多输出技术的一个研究方向，其主要技术特点为:发端通过已知的MIMO信道状态信息(CSI, Channel State Information),对发送前的信号矩阵预先进行处理，然后再发送出去，能够在发送端提前消除MMO信道的邻道干扰，提升系统性能，同时还能够完全避免接收端检测带来的误码传播，降低差错概率。MIMO预编码技术的一个关键环节在于发端如何获得MIMO信道状态信息。传统的方法主要有:在频分复用(FDD)系统中，发送端通过接收端反馈获得CSI ;在时分复用(TDD)系统中，发送端能够利用上行与下行信道的互易性，不需要接收端反馈就能够获得CSI。在FDD系统当中，采用反馈的方式获取CSI会抢占有限的信道资源，造成额外的系统开销。因此人们提出了有限反馈预编码的方案，通过在收发两端存储预先设计好的相同预编码码本，这样反馈信道仅需传输码本索引，极大的减少了反馈信道所需传输的信息量。专利200610156109.X提出了 “一种多输入多输出空间复用预编码矩阵的选择方法”，对有限反馈预编码的实现过程进行了较为详细的描述。然而，在流最大化传输的情况下以往的码本选取方法将不再适用。流最大化传输是指在信道条件较好、输入信噪比较高的情况下，系统发射端层映射后的流数等于发射天线的个数，此时系统将获得最大的复用增益。文献[I]详细证明了在流最大化传输的情况下传统的有限反馈预编码方法均是失效的，专利200610156109.x所述的方法当然也包括在内。因此本专利将提出一种的新的有限反馈预编码码本选取方法，以便在流最大化传输的情况下也能采用有限反馈预编码方案提升系统性能。参考文献:[I]Chen Qiu, Peng Chen, Lin Gu1.“Stream maximization transmission forMIMO system with limited feedback unitary precoding,，，The 9th InternationalForum of Digital TV & Wireless Multimedia Communication(9th IFTC), 2012.发明内容:针对现有方案均无效的情况，本发明的目的在于提出一种用于流最大化传输下的有限反馈预编码码本选取方法。该方法包括如下步骤:(I)在无线通信多输入多输出系统的收发端，预先存储一样的预编码码本；
(2)接收端通过信道估计得到当前的信道信息，并通过码本选取准则从预编码码本中选取最优的预编码矩阵，记录该最优预编码矩阵的索引值；(3)接收端通过反馈信道将最优预编码矩阵的索引发送给发射端，发射端根据该索引得到最优的预编码矩阵F，通过对待发送的符号向量s进行预编码得到最终的发射信号X=Fs。其中，所述步骤(I)中的无线通信多输入多输出系统，采用的是流最大化传输的模式，在该种模式下系统并行发送的信号流数(又称为层数)达到了最大值，即等于发送天线的根数。其中，所述步骤(2)中的码本选取准则采用的是最小化I范数准则，其选择过程可以表达为
权利要求
1.一种用于流最大化传输下的有限反馈预编码码本选取方法，其特征在于，该方法包括以下步骤: (1)在无线通信多输入多输出系统的接收端和发射端分别存储相同内容的接收端预编码码本和发射端预编码码本； (2)接收端通过信道估计得到当前的信道信息，并通过码本选取准则从接收端预编码码本中选取最优预编码矩阵，记录该最优预编码矩阵的索引值； 所述的码本选取准则采用的是最小化I范数准则，其选择过程表达式如下: 其中;F = {F1( F2,...Fif}表示预编码矩阵个数为k的预编码码本，O是与信道信息和接收端相关的加权矩阵，符号I I H1代表求矩阵的I范数，F为码本遍历后得到的最优预编码矩阵； (3)接收端通过反馈信道将最优预编码矩阵的索引值发送给发射端，发射端根据该索引值得到最优的预编码矩阵F，通过对待发送的符号向量s进行预编码得到最终的发射信号X，公式如下:X=Fs0
2.根据权利要求1所述的码本选取准则，其特征在于，所述的加权矩阵g，计算方式如下: 设接收端通过信道估计得出当前的信道信息矩阵为H，对正规矩阵HhH进行特征值分解，公式如下:HhH=Q A Qh 其中，Q=I^q2,…，qN]为酉矩阵，Qi表示Q的第i列，A=diag{ λ 1; λ 2，…，λΝ}为对角矩阵，Ai表示Λ的第i个对角元素，且有A1SλΝ>0，Ν表示发射天线的根数。 令加权矩阵5 =H如]， 当接收端采用迫零接收机，则有Sk = qk/Λ； 当接收端采用最小均方误差接收机，则有Sk = qk/v/Ak + 1/snr, snr为多输入多输出系统当前的输入信噪比。
全文摘要
一种用于流最大化传输下的有限反馈预编码码本选取方法，包括如下步骤(1)在无线通信多输入多输出系统的收发端，预先存储一样的预编码码本；(2)接收端通过信道估计得到当前的信道信息，并通过码本选取准则从预编码码本中选取最优的预编码矩阵，记录该最优预编码矩阵的索引值；(3)接收端通过反馈信道将最优预编码矩阵的索引发送给发射端，发射端根据该索引得到最优的预编码矩阵F，通过对待发送的符号向量s进行预编码得到最终的发射信号。本发明能够在流最大化传输的情况下采用有限反馈预编码方案提升系统的误码性能。
文档编号H04L1/06GK103138891SQ20131004703
公开日2013年6月5日 申请日期2013年2月6日 优先权日2013年2月6日
发明者邱晨, 程鹏, 熊箭, 归琳 申请人:上海交通大学