[發明專利]多載波碼分多址系統中分層空時非線性預編碼方法

無效

• 申請號: 201010217455.0
• 申請日: 2010-07-05
• 公開（公告）號: CN101854328A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 傅洪亮;陶勇;張德賢;張元;楊鐵軍;梁義濤;樊超;李紅巖
• 申請（專利權）人: 河南工業大學
• 主分類號: H04L27/26
• 分類號: H04L27/26;H04L1/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 陳浩

技術領域

本發明涉及多載波碼分多址系統中分層空時非線性預編碼方法，屬于多輸入多輸出多載波系統空間復用分層空時發射技術領域。

背景技術

廣義的多輸入多輸出MIMO技術涉及廣泛，主要包括發射分集技術和空間復用技術。其中空間復用技術是在不同的天線上發射不同的信息，貝爾實驗室的V-BLAST碼是空間復用技術的典型應用；而發射分集技術是在不同的天線上發射包含同樣信息的信號，從而達到空間分集的效果。基于發射分集的空時編碼技術由于將空間域上的發射分集和時間域上的編碼相結合，能夠很大程度地克服信道衰落、提高系統性能，因而備受關注。

目前，多載波CDMA方案主要三種，MC/DS-CDMA、MT-CDMA和MC-CDMA。MC/DS-CDMA是由多倫多大學V.Dasilva和E.S.Sousal提出，它是將發送數據序列首先經過串并變換成多路并行輸出，然后并行的每路數據由相同的短擴頻碼擴頻，最后對這多路數據進行OFDM調制；MT-CDMA是由比利時的L.Vandendorpe提出，它也是利用給定擴頻序列在時域內擴展經串并變換后的數據流，與前者不同的是，MT-CDMA采用與載頻成比例的長擴頻序列，使系統可容納更多的用戶；而MC-CDMA最早是由美國的Linnartz、Yee、Fettweis和德國的Fazel、Papke各自獨立提出的，它是每個信息符號由一個特定的擴頻碼片進行擴頻，然后將每個擴頻信號調制到相應的子載波上，因此，若擴頻碼的長度為N，那么對應的這N個子載波傳輸的是相同的信息數據。其中MC-CDMA具有最佳的頻譜分布，抗干擾能力強，而且發射機的實現較簡單。

多輸入多輸出MIMO系統采用空時編碼技術能夠極大地提高無線通信系統的容量，并有效改善無線通信系統的性能。多載波碼分多址MC-CDMA方案結合CDMA與OFDM（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing正交頻分復用調制）技術的優點，能夠有效地對抗由頻率選擇性多徑信道引起的符號間串擾。將MIMO與MC-CDMA技術相結合，可以進一步提高系統的性能和傳輸速率。為進一步提高系統接收機性能及降低其復雜度，新型的信號處理技術成為業內研究的熱點，預編碼技術就是在發射端利用完全信道狀態信息或部分信道狀態信息對發送符號進行相應預處理，以提高系統容量或降低系統誤碼率等為目的的現代信號處理技術。

目前，在MIMO-MC-CDMA系統中針對由貝爾實驗室提出的垂直分層空時碼VBLAST檢測的研究主要集中在進一步提高檢測器性能和降低復雜度上，傳統的檢測方法主要有迫零方法(ZF)、最小均方誤差方法(MMSE)等。MIMO-MC-CDMA系統基于排序迭代干擾消除方法，以取得更好的性能；基于低復雜度MIMO-MC-CDMA接收機，同時獲得相應的性能改善。上述兩種檢測方法雖然在接收機性能獲得了相應該改善，但缺點是復雜度高而且性能不是最優，存在誤層傳輸效應，同時接收機的復雜度隨著性能改善而提高。基于發射端信道預編碼技術可以克服傳統接收端檢測方法的缺點，采用線性預編碼，雖然可以降低接收機的復雜度，但仍不能消除誤層傳輸效應；采用非線性THP預編碼，不但降低了接收機的復雜度，而且有效消除誤層傳輸效應，但傳統THP預編碼方法大多基于QR三角分解方法，會將信道分解為具有不同對角元素值的三角信道，使子信道具有不同的增益，從而導致一定的系統性能損失；基于幾何均值分解預編碼方案，由于所有對角元素值均等于信道矩陣特征值的幾何均值，使得子信道獲得等增益；本發明將非線性預編碼的思想引入到MIMO-MC-CDMA分層空時方案中，并提出了一種MIMO-MC-CDMA下行鏈路系統中VBLAST非線性模代數THP預編碼方法，仿真結果表明本發明所提出的方法比傳統方法有效降低了系統的誤碼性能，并降低下行接收機復雜度。

發明內容

本發明的目的是提供一種多載波碼分多址系統中分層空時非線性預編碼方法，以解決MIMO-MC-CDMA系統中垂直分層空時方案傳統檢測存在誤層傳輸效應及譯碼復雜度高的問題。