[發(fā)明專利]用于MIMO下行系統(tǒng)中基于黃金碼的傳輸與解碼方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810022504.1
• 申請(qǐng)日: 2018-01-10
• 公開（公告）號(hào): CN108183737B
• 公開（公告）日: 2020-09-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王海泉;鄭思思;李國(guó)彬;戴譚明
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H04B7/0456
• 分類號(hào): H04B7/0456;H04B7/08;H04L25/03
• 代理公司: 浙江千克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33246
• 代理人: 周希良

用于MIMO下行系統(tǒng)中基于黃金碼的傳輸與解碼方法，其按如下步驟進(jìn)行：第一步：設(shè)計(jì)預(yù)編碼碼本；第二步：選擇預(yù)編碼碼字；第三步：基站利用預(yù)編碼發(fā)送信號(hào)；第四步：用戶端接收到信號(hào)矩陣Y；第五步：對(duì)信號(hào)矩陣Y進(jìn)行解碼。本發(fā)明的有益效果如下：黃金碼一般采用ML解碼法，其解碼復(fù)雜度相當(dāng)高。在r＝1時(shí)，本發(fā)明所提方案其解碼復(fù)雜度是線性的且能夠?qū)崿F(xiàn)全速率，即一次傳送一個(gè)信息符號(hào)。在r＝2時(shí)，本發(fā)明所提聯(lián)合解碼法的解碼復(fù)雜度是可以通過門限值Λ來進(jìn)行調(diào)節(jié)的，能實(shí)現(xiàn)部分線性解碼，從而降低了解碼復(fù)雜度，且能達(dá)到與ML解碼法時(shí)近似的性能。與此同時(shí)，本發(fā)明所提的傳輸方案在具有低解碼復(fù)雜度的同時(shí)也改善了系統(tǒng)性能。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于無線通信技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及無線通信多天線技術(shù)領(lǐng)域，具體是基于黃金碼的傳輸方案與解碼方法在MIMO下行系統(tǒng)中的應(yīng)用。

背景技術(shù)

隨著人們對(duì)隨時(shí)隨地的信息通信的需求，多輸入多輸出(multiple inputmultiple output，MIMO)技術(shù)已成為現(xiàn)代無線通信的重要選擇之一。在MIMO下行系統(tǒng)中，預(yù)編碼技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，它能有效地增強(qiáng)期望信號(hào)，同時(shí)能抑制用戶之間的同信道干擾，但無法抵抗信道的深度衰落。而空時(shí)編碼技術(shù)能夠抵抗深度衰落，但又無法有效地抑制干擾。將兩者結(jié)合既可以得到分集增益又同時(shí)得到復(fù)用增益，而且在不增加額外帶寬的情況下，能大大地提升系統(tǒng)容量和頻譜利用率。

黃金碼是一種能實(shí)現(xiàn)全速率全分集的2×2非正交空時(shí)分組碼(space-time blockcoding，STBC)，它能為具有兩根發(fā)射天線的MIMO系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)最大的編碼增益。與其他2×2空時(shí)碼相比，其能達(dá)到較好的誤碼率性能。也正由于這些優(yōu)點(diǎn)，黃金碼已經(jīng)被納入了IEEE802.16(WiMAX)標(biāo)準(zhǔn)中。但由于一個(gè)黃金碼字中包含4個(gè)獨(dú)立的信息符號(hào)，ML解碼法會(huì)有很高的解碼復(fù)雜度，而且涉及并解決黃金碼的預(yù)編碼設(shè)計(jì)問題的方案極少。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有基于黃金碼的系統(tǒng)性能較低及解碼復(fù)雜度高的不足，本發(fā)明利用新的預(yù)編碼設(shè)計(jì)方案，預(yù)編碼碼字選擇方法以及新的傳輸方案和相應(yīng)的低復(fù)雜度解碼方法，實(shí)現(xiàn)更優(yōu)的系統(tǒng)性能，提出了一種用于MIMO下行系統(tǒng)中基于黃金碼的新的傳輸方案及相應(yīng)的低復(fù)雜度解碼方法。

本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：

用于MIMO下行系統(tǒng)中基于黃金碼的傳輸與解碼方法，其特征是按如下步驟進(jìn)行：

第一步：設(shè)計(jì)預(yù)編碼碼本；

第二步：選擇預(yù)編碼碼字；

第三步：基站利用預(yù)編碼發(fā)送信號(hào)；

第四步：用戶端接收到信號(hào)矩陣Y；

第五步：對(duì)信號(hào)矩陣Y進(jìn)行解碼。

以下是本發(fā)明的優(yōu)選方案。

第一步：設(shè)計(jì)預(yù)編碼碼本

假設(shè)該系統(tǒng)是單用戶的，基站配有M_t根發(fā)送天線，用戶端配有2根接收天線。設(shè)計(jì)大小為L(zhǎng)＝2^b的預(yù)編碼碼本其中U_i是M_t×r維矩陣，且滿足此處稱r為碼字的秩。碼字U_i定義為

U_i＝Θ^i-1F₀,i＝1,2,…,L

其中F₀為M_t×r維矩陣，定義為大小為M_t的離散傅里葉變換矩陣的前r列，即

1≤k≤M_t且1≤l≤M_t

其中矩陣Θ定義為M_t×M_t維的對(duì)角矩陣，表示為