[發(fā)明專利]一種基于格基約減的多入多出預(yù)編碼的控制方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210079992.2
• 申請(qǐng)日: 2012-03-23
• 公開（公告）號(hào): CN102647220A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 趙慧;鄭斌;曾陟維;王文博
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京郵電大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/06
• 分類號(hào): H04B7/06;H04B7/04;H04L1/00
• 代理公司: 北京國(guó)昊天誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11315
• 代理人: 許志勇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及一種基于格基約減的多入多出預(yù)編碼的控制方法。

背景技術(shù)

多入多出(Multiple?Input?Multiple?Output，MIMO)系統(tǒng)是指發(fā)送端和接收端同時(shí)配備有多根天線的系統(tǒng)，能夠給系統(tǒng)帶來陣列增益、分集增益及復(fù)用增益。預(yù)編碼是MIMO系統(tǒng)中的一種自適應(yīng)技術(shù)，可有效提高系統(tǒng)吞吐量，其既可以用于單用戶(SU-MIMO)也可以用于多用戶(MU-MIMO)。不失一般性，我們以下面這個(gè)MU-MIMO系統(tǒng)為例來解釋預(yù)編碼技術(shù)。

假設(shè)系統(tǒng)包含一個(gè)具有M根發(fā)射天線的基站以及K個(gè)用戶，每個(gè)用戶終端裝配一根天線。并假設(shè)M＝K，發(fā)射端具有理想的信道狀態(tài)信息，系統(tǒng)中各用戶之間不進(jìn)行協(xié)同。

設(shè)s＝[s₁s₂…s_K]^T代表原始信號(hào)，s_k表示發(fā)給用戶k的數(shù)據(jù)流。s是功率歸一化的，即E{||s|}＝1。那么系統(tǒng)模型中，第i個(gè)用戶的接收向量可以表述為：

r_i＝H_iFs+n_i，(i＝1，2，…，K)????(1)

式中H_i為基站與第i個(gè)用戶間的信道矩陣，維度為1×M，其元素為獨(dú)立同分布的復(fù)高斯變量，均值為0，方差為1。H_i在同一數(shù)據(jù)塊傳輸時(shí)間內(nèi)保持不變，在不同數(shù)據(jù)塊傳輸之間可能會(huì)發(fā)生變化。F為M×M維的預(yù)編碼矩陣，用于發(fā)送端的預(yù)編碼處理。n_i是均值為0，方差為σ²的獨(dú)立同分布高斯噪聲。在此系統(tǒng)中，假設(shè)發(fā)送端能夠獲得足夠精確的信道信息，在TDD系統(tǒng)中利用同一頻段上下行的信道互易性，發(fā)送端通過估計(jì)上行信道信息就可以預(yù)測(cè)下行信道信息；對(duì)于FDD系統(tǒng)可以通過接收端量化反饋下行信道信息給發(fā)送端。

常見的線性預(yù)編碼準(zhǔn)則有ZF、MMSE及塊對(duì)角化(Block?Diagonalization，BD)等等，這些預(yù)編碼方案復(fù)雜度較低，易應(yīng)用于實(shí)際的系統(tǒng)，但是性能較差。為了實(shí)現(xiàn)更好的性能，需要采用復(fù)雜度相對(duì)較高的非線性預(yù)編碼。例如著名的Tomlinson-Harashima?Precoding(THP)算法，它基于ZF或MMSE準(zhǔn)則，通過抵消發(fā)送端迭代多用戶之間的干擾而在一定程度上提高系統(tǒng)的性能。

但是這些通常的線性或者非線性預(yù)編碼方案在性能上有限制并且無(wú)法獲得滿分集度，利用格基約減(Lattice?Redcution，LR)的線性預(yù)編碼器能夠?qū)崿F(xiàn)滿分集度。

格基約減算法能夠使得信道矩陣的各列盡可能的正交和等模，也即降低了信道矩陣的條件數(shù)。

格是一個(gè)數(shù)學(xué)概念，表示離散點(diǎn)的周期性排布。一個(gè)復(fù)值的格由列向量線性無(wú)關(guān)的矩陣B＝[b₁?b₂…b_n]定義，該矩陣稱為這個(gè)格的基。

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