專利名稱：一種多子信道的多輸入多輸出預(yù)編碼處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)，特別涉及一種多子信道的MIMO預(yù)編碼處理方法。

背景技術(shù)：
多天線技術(shù)可以提供更高的頻帶利用率，是當(dāng)前無線通信領(lǐng)域中研究的熱點(diǎn)問題。目前，最主要的多天線技術(shù)有基于空分復(fù)用(SDM)的方案，如D-BLAST、V-BLAST；基于發(fā)射分集的方案，如STTC、STBC；基于發(fā)送端預(yù)編碼的MIMO方案等。
圖1為現(xiàn)有的基于碼書的預(yù)編碼MIMO方案示意圖。為簡化起見，僅考慮發(fā)送端使用預(yù)編碼向量的預(yù)編碼MIMO系統(tǒng)。如圖1所示，該MIMO系統(tǒng)具有Mt個(gè)發(fā)射天線Mr個(gè)接收天線，信道矩陣為H。假設(shè)發(fā)送端未能獲知信道矩陣H，但系統(tǒng)具有一個(gè)低速率、無時(shí)延、無誤碼的反饋信道用于反饋預(yù)編碼信息。并且，發(fā)送端與接收端具有相同的碼書W，且W由N個(gè)酉向量

構(gòu)成。
基于圖1所示的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，在單子信道情況下，現(xiàn)有的基于碼書的預(yù)編碼數(shù)據(jù)傳輸方法包括 1、接收端從碼書W中選擇最優(yōu)的發(fā)送預(yù)編碼向量

具體選擇方式為 其中，

是W中的第i個(gè)向量，‖·‖2是向量范數(shù)。
2、接收端將選擇的最優(yōu)發(fā)送預(yù)編碼向量

的序號(hào)通過反饋信道反饋給發(fā)送端，發(fā)送端利用接收的

進(jìn)行發(fā)送預(yù)編碼。
3、接收端根據(jù)最優(yōu)發(fā)送預(yù)編碼向量

確定接收加權(quán)向量
其中，為達(dá)到最大增益，在接收端利用接收加權(quán)向量

對(duì)接收的信號(hào)進(jìn)行MIMO接收合并。具體與

對(duì)應(yīng)的接收加權(quán)向量

為 4、根據(jù)接收加權(quán)向量對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行MIMO接收合并。
在使用向量

實(shí)施發(fā)送預(yù)編碼，并使用向量

實(shí)施接收合并后，系統(tǒng)發(fā)送接收關(guān)系式為 這里s是發(fā)送符號(hào)，y指檢測后符號(hào).是0均值的AWGN噪聲向量且δ2是噪聲方差，(·)H表示矩陣共軛轉(zhuǎn)置。
若使用迫零(ZF)檢測，可得系統(tǒng)檢測后信噪比為 其中，系統(tǒng)有效增益Γ定義為 Γ等于向量

對(duì)Hermite矩陣HHH的瑞利商，并且當(dāng)

等于H右主奇異向量時(shí)，Γ達(dá)到最大，其值為HHH的最大特征值λmax。但是，由于

是基于碼書選擇的，因此選擇得到的碼書中最優(yōu)的

通常不等于矩陣H的右主奇異向量，也就是不能與實(shí)際信道完全匹配，從而導(dǎo)致系統(tǒng)有效增益通常達(dá)不到最佳。
上述為單子信道狀況下，基于碼書的預(yù)編碼方法存在的問題。同理，當(dāng)使用多個(gè)子信道時(shí)，由于在碼書中選擇的多個(gè)預(yù)編碼的向量與實(shí)際信道完全匹配的可能性更低，導(dǎo)致各個(gè)子信道間產(chǎn)生了子信道間干擾，從而降低了系統(tǒng)的性能。


發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種多子信道的MIMO預(yù)編碼處理方法，具體包括一個(gè)預(yù)編碼方法和一個(gè)預(yù)編碼信號(hào)接收方法，能夠抑制子信道間干擾，提高系統(tǒng)的性能。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案 一種多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼方法，包括 發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V，所述m為子信道個(gè)數(shù)； 獲取所述多子信道中兩兩子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G； 將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)。
較佳地，所述發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量包括 接收端根據(jù)預(yù)先確定的信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中選擇m個(gè)預(yù)編碼向量，并通過反饋信道將表征所選擇的預(yù)編碼向量信息的預(yù)編碼矩陣指示信息PMI反饋給發(fā)送端； 發(fā)送端根據(jù)所述碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，所述接收端在預(yù)設(shè)的碼書中選擇m個(gè)預(yù)編碼向量包括在預(yù)設(shè)的碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m與發(fā)送天線數(shù)目Mt相等時(shí)， 所述PMI為所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)； 所述根據(jù)碼書和接收端反饋的所述PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)， 所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量包括根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

i＝1，...Mt-1，并計(jì)算所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

各自的特征值i＝1，...Mt-1；在Mt-1個(gè)特征值中選擇最大的m-1個(gè)，將選擇的m-1個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量； 所述PMI為，所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)和所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量中的位置標(biāo)識(shí)； 所述根據(jù)碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的最優(yōu)的預(yù)編碼向量標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量，根據(jù)接收的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量中的位置標(biāo)識(shí)確定所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，預(yù)先設(shè)置所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)， 所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量包括根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

i＝1，...Mt-1；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在Mt-1個(gè)特征值中選擇m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量； 所述PMI為所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)； 所述根據(jù)碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的最優(yōu)的預(yù)編碼向量標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量確定所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，所述獲取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括 接收端根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并將所述吉文斯角度通過反饋信道反饋給發(fā)送端。
較佳地，所述發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量包括 發(fā)送端根據(jù)上下行信道互惠性確定信道矩陣H，并根據(jù)該信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m與發(fā)送天線數(shù)目相等時(shí)，所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量為根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

i＝1，...Mt-1，將該Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)，根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

i＝1，...Mt-1，并計(jì)算所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

各自的特征值i＝1，...Mt-1；在Mt-1個(gè)特征值中選擇最大的m-1個(gè)，將選擇的m-1個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量； 或者，預(yù)先設(shè)置所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)；根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

i＝1，...Mt-1；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在Mt-1個(gè)特征值中選擇m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
較佳地，所述獲取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括 發(fā)送端根據(jù)所述信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度。
較佳地，所述根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定厄米矩陣R＝VHHHV，并從厄米矩陣R中提取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的干擾相關(guān)元素構(gòu)造矩陣其中，Rji為厄米矩陣R的第j行第i列元素； 所述利用該矩陣Rij計(jì)算相應(yīng)兩個(gè)子信道間的吉文斯角度αij和θij為，其中， 較佳地，在所述確定任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度后，該方法進(jìn)一步包括對(duì)確定的吉文斯角度進(jìn)行量化，將量化后的吉文斯角度作為兩個(gè)子信道間的吉文斯角度。
較佳地，在所述確定任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度時(shí)，依次計(jì)算增益由高到低排列的子信道與其他子信道間的吉文斯角度。
較佳地，所述根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G包括 根據(jù)任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度確定該兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣 由任意兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣構(gòu)造所述吉文斯預(yù)編碼矩陣 較佳地，該方法用于單載波系統(tǒng)、OFDM系統(tǒng)、FDD系統(tǒng)或TDD系統(tǒng)中。
較佳地，當(dāng)該方法應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)中時(shí)，所述子信道為OFDM系統(tǒng)中的子載波或載波子帶。
一種多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼信號(hào)接收方法，包括 接收端根據(jù)信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中確定與發(fā)送端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V； 接收端根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V，獲取任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G； 將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。
較佳地，在利用所述接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收后，進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過所述接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)，再對(duì)二次加權(quán)后的信號(hào)進(jìn)行檢測。
較佳地，當(dāng)接收端采用迫零檢測準(zhǔn)則時(shí)，所述對(duì)經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)為 計(jì)算矩陣 將所述經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)左乘矩陣∑的逆矩陣。
較佳地，當(dāng)接收端采用MMSE檢測準(zhǔn)則時(shí)，所述對(duì)經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)為 計(jì)算矩陣 將所述經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)左乘矩陣[∑H∑+Λ(δ12...δm2)]-1∑H。
由上述技術(shù)方案可見，本發(fā)明中，在發(fā)送端和接收端中，于預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V，其中m為子信道個(gè)數(shù)；獲取多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G。在發(fā)送端，將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)；在接收端，將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。由于吉文斯變換能夠?qū)⒕仃嚨姆菍?duì)角線元素?cái)?shù)值降低，因此，本發(fā)明對(duì)兩兩子信道間計(jì)算吉文斯角度，并利用該吉文斯角度構(gòu)造的吉文斯預(yù)編碼矩陣，構(gòu)造發(fā)送預(yù)編碼矩陣后，能夠大大降低子信道間的干擾，提高系統(tǒng)性能。



圖1為基于碼書的預(yù)編碼MIMO技術(shù)示意圖。
圖2為本發(fā)明中多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼方法的總體流程圖。
圖3為本發(fā)明中多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼信號(hào)接收方法的總體流程圖。
圖4為多子信道的MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖5為本發(fā)明實(shí)施例一中預(yù)編碼處理方法具體流程圖。
圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中預(yù)編碼處理方法具體流程圖。
圖7為2發(fā)2收的多子信道MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
圖8為應(yīng)用本發(fā)明預(yù)編碼及預(yù)編碼信號(hào)接收方法的MIMO-OFDM系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施例方式 為使本發(fā)明的目的、技術(shù)手段和優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明。
本發(fā)明的基本思想是通過計(jì)算子信道間的吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣，利用該吉文斯預(yù)編碼矩陣對(duì)發(fā)送預(yù)編碼矩陣進(jìn)行修正，并在接收端采用相應(yīng)的接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)檢測，從而在發(fā)送端和接收端聯(lián)合抑制子信道間的干擾。
圖2為本發(fā)明中多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼方法的總體流程圖。如圖2所示，該方法包括 步驟201，發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V。
其中，m為子信道個(gè)數(shù)。
步驟202，獲取多子信道中兩兩子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G。
步驟203，將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)。
至此，預(yù)編碼方法流程結(jié)束。
圖3為本發(fā)明中多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼信號(hào)接收方法的總體流程圖。如圖3所示，該方法包括 步驟301，接收端根據(jù)信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中確定m個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V。
步驟302，接收端根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V，獲取任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G。
步驟303，接收端將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。
至此，本發(fā)明的預(yù)編碼信號(hào)接收方法流程結(jié)束。結(jié)合上述圖2和圖3所示的預(yù)編碼方法及預(yù)編碼信號(hào)接收方法，通過增加吉文斯角度信息，在發(fā)送端和接收端聯(lián)合實(shí)施子信道間干擾抑制的方法，從而提高系統(tǒng)的檢測性能。在上述圖2和圖3所示的流程中，涉及發(fā)送端獲取m個(gè)預(yù)編碼向量和吉文斯角度的方式，可以有兩種具體實(shí)施方式
。
第一種方式為由接收端根據(jù)估計(jì)得到的信道矩陣H，確定m個(gè)預(yù)編碼向量和吉文斯角度，并通過反饋信道反饋給發(fā)送端； 第二種方式為由發(fā)送端根據(jù)TDD系統(tǒng)的上下行信道互惠性，確定信道矩陣H，并由發(fā)送端自身確定m個(gè)預(yù)編碼向量和吉文斯角度。
下面通過具體實(shí)施例，說明本發(fā)明中預(yù)編碼方法和預(yù)編碼信號(hào)接收方法的具體實(shí)施方式
。
首先，針對(duì)上述第一種確定m個(gè)預(yù)編碼向量和吉文斯矩陣的方式，對(duì)本發(fā)明中的方法具體實(shí)施過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。
實(shí)施例一 本實(shí)施例方法在圖4所示的多子信道MIMO系統(tǒng)中實(shí)施。如圖4所示，該多子信道的預(yù)編碼MIMO系統(tǒng)中具有Mt個(gè)發(fā)射天線Mr個(gè)接收天線，信道矩陣為H，系統(tǒng)使用子信道個(gè)數(shù)為m，且m≤min(Mt，Mr)。發(fā)送端與接收端具有相同的碼書W，且W由N個(gè)酉向量

構(gòu)成。系統(tǒng)具有一個(gè)低速率、無時(shí)延、無誤碼的反饋信道用于反饋預(yù)編碼信息。
圖5為基于圖4所示MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼處理方法具體流程圖。如圖5所示，該方法包括 步驟501，接收端根據(jù)信道矩陣H，在碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量。
本步驟中，接收端首先根據(jù)接收信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，得到發(fā)送端到達(dá)本接收端的信道矩陣H。再根據(jù)信道矩陣選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量，具體選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量的方式與現(xiàn)有方式相同，即 步驟502，接收端根據(jù)正交準(zhǔn)則，確定除最優(yōu)的預(yù)編碼向量外的其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣，并向發(fā)送端反饋預(yù)編碼矩陣指示信息(PMI)。
在多子信道系統(tǒng)中進(jìn)行預(yù)編碼時(shí)，需要為每個(gè)子信道設(shè)置相應(yīng)的預(yù)編碼向量；在前述步驟501中已經(jīng)確定了最優(yōu)的預(yù)編碼向量，在本步驟中確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量，從而構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣，并將表征原始預(yù)編碼矩陣的PMI反饋給發(fā)送端。
根據(jù)子信道數(shù)目與發(fā)射天線數(shù)的關(guān)系不同，確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量和反饋PMI的方式也略有差別，下面分別進(jìn)行介紹。
一、當(dāng)子信道數(shù)目m與發(fā)射天線數(shù)目Mt相等時(shí)，接收端依據(jù)正交原則，由最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成的另外Mt-1個(gè)向量

從而生成原始預(yù)編碼矩陣并將最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)作為PMI反饋給發(fā)送端。其中，依據(jù)的正交原則可以是現(xiàn)有的多種原則，例如施密特變換等。
二、當(dāng)子信道數(shù)目m小于發(fā)射天線數(shù)目Mt時(shí)，具體有兩種確定預(yù)編碼向量和反饋PMI的方式 1、接收端依據(jù)正交原則，由最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成另外Mt-1個(gè)向量

并計(jì)算Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

各自的特征值i＝1，...Mt-1，并在gi中找出最大的m-1個(gè)特征值gkj，j＝1，...m-1，選擇與gkj對(duì)應(yīng)的m-1個(gè)預(yù)編碼向量

j＝1，...m-1作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量，從而構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣并將這m-1個(gè)向量

j＝1，...m-1在Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

中的位置標(biāo)識(shí)和最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)作為PMI反饋給發(fā)送端； 2、預(yù)先設(shè)置其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，接收端依據(jù)正交原則，由最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成另外Mt-1個(gè)向量

計(jì)算Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

各自的特征值i＝1，...Mt-1；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在Mt-1個(gè)特征值中選擇m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量，例如，可以選擇前m-1個(gè)預(yù)編碼向量

從而構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣v；并將最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)作為PMI反饋給發(fā)送端。
至此，接收端確定了所有m個(gè)預(yù)編碼向量，并將指示原始預(yù)編碼矩陣的PMI反饋給發(fā)送端。
步驟503，接收端根據(jù)原始預(yù)編碼矩陣V和信道矩陣構(gòu)造厄米矩陣(Hermite)R。
接收端為保持子信道間干擾的對(duì)稱性，接收端的原始加權(quán)矩陣為U＝(HV)H；若發(fā)送端通過原始預(yù)編碼矩陣V進(jìn)行預(yù)編碼、接收端利用原始加權(quán)矩陣U進(jìn)行接收，可得到系統(tǒng)關(guān)系式為 其中，

是發(fā)送向量，

指檢測后向量。是0均值的AWGN噪聲向量且δ2是噪聲方差。

為噪聲向量，

的第i個(gè)分量表示第i個(gè)子信道上的有色噪聲，其方差為
其中，厄米矩陣R為R＝UHHV＝VHHHV。由于原始預(yù)編碼矩陣V不能很好地匹配信道矩陣H，因此厄米矩陣R的非對(duì)角線上的元素不為零。且非對(duì)角元素表征了子信道間干擾的大小，如第i行j列元素Rij表征第i，j個(gè)子信道間的干擾大小。為了消除或有效抑制子信道間的干擾，本發(fā)明引入了吉文斯預(yù)編碼矩陣，盡量將厄米矩陣R的非對(duì)角線上的元素值集中在對(duì)角線上的元素中。
步驟504，接收端根據(jù)厄米矩陣R確定多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并反饋給發(fā)送端。
對(duì)于所有的子信道，確定任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度的方式相同。這里以確定子信道i、j間的吉文斯角度為例進(jìn)行說明，具體確定方式包括 1、從厄米矩陣R中取出第i，j個(gè)子信道間干擾相關(guān)的元素，組成矩陣Rij 2、利用矩陣計(jì)算相應(yīng)兩個(gè)子信道間的吉文斯角度αij，θij 如上，可得任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，而后，接收端將確定的吉文斯角度反饋給發(fā)送端，所反饋的吉文斯角度個(gè)數(shù)為個(gè)。
考慮到向發(fā)送端反饋吉文斯角度時(shí)的復(fù)雜度，可以在反饋前對(duì)確定的吉文斯角度進(jìn)行量化，將量化后的吉文斯角度

反饋給發(fā)送端，接收端后續(xù)進(jìn)行吉文斯預(yù)編碼矩陣的構(gòu)造時(shí)也利用該量化后的吉文斯角度

進(jìn)行。對(duì)吉文斯角度αij，θij量化時(shí)，可以采用標(biāo)量量化或矢量量化方法。但是由于一般矢量量化計(jì)算復(fù)雜度較高，且對(duì)吉文斯角度相關(guān)性較大的情況比較適合，而在MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)中，吉文斯角度間的相關(guān)性較低，因此優(yōu)選采用標(biāo)量量化方法。
具體地，對(duì)αij可以按照[-π，π)上的平均分布，θij可以按照高斯分布進(jìn)行量化。量化θij時(shí)的高斯分布的均值與方差值隨天線數(shù)、碼書大小等參數(shù)的不同而不同。例如，2×2天線配置，碼書大小為4時(shí)，使用4bits與2bits對(duì)α12，θ12量化的量化電平值如表1和表2所示。對(duì)其它不同的應(yīng)用場景，可以預(yù)先通過仿真確定具體的量化參數(shù)。

表1 表2 另外，除上述量化方法外，還可以采用查表法、模擬信號(hào)直接反饋等方法對(duì)吉文斯角度αij，θij進(jìn)行反饋。
步驟505，發(fā)送端接收接收端反饋的PMI和吉文斯角度，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣和吉文斯預(yù)編碼矩陣。
本步驟中發(fā)送端根據(jù)接收的PMI構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣時(shí)，與前述步驟502中反饋PMI的形式相對(duì)應(yīng)，分別根據(jù)子信道數(shù)目與發(fā)射天線數(shù)目的關(guān)系不同，有不同的構(gòu)造方式。下面就與步驟502中的方式相對(duì)應(yīng)介紹發(fā)送端構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣的方式 一、當(dāng)子信道數(shù)目m與發(fā)射天線數(shù)目Mt相等時(shí)，發(fā)送端接收PMI，并根據(jù)碼書確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量

再根據(jù)與接收端相同的正交原則，由確定的最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成的另外Mt-1個(gè)向量

從而生成原始預(yù)編碼矩陣 二、當(dāng)子信道數(shù)目m小于發(fā)射天線數(shù)目Mt時(shí)，具體有兩種確定預(yù)編碼向量和反饋PMI的方式 1、發(fā)送端接收的PMI中包括接收端選擇的m-1個(gè)向量

j＝1，...m-1在Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量

中的位置標(biāo)識(shí)和最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)，并根據(jù)最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)和碼書確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量

再根據(jù)與接收端相同的正交原則，由確定的最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成的另外Mt-1個(gè)向量

根據(jù)PMI中的位置標(biāo)識(shí)，在生成的Mt-1個(gè)向量中確定m-1個(gè)向量

j＝1，...m-1，從而利用最優(yōu)的預(yù)編碼向量

和確定的m-1個(gè)向量

j＝1，...m-1，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣 2、預(yù)先設(shè)置其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，發(fā)送端接收的PMI中包括最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)，并根據(jù)最優(yōu)的預(yù)編碼向量

在碼書中的標(biāo)識(shí)和碼書確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量

再根據(jù)與接收端相同的正交原則，由確定的最優(yōu)的預(yù)編碼向量

生成的另外Mt-1個(gè)向量

根據(jù)預(yù)先設(shè)置的位置標(biāo)識(shí)，在生成的Mt-1個(gè)向量中確定m-1個(gè)向量，從而利用最優(yōu)的預(yù)編碼向量

和確定的m-1個(gè)向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V。
本步驟中，根據(jù)接收端反饋的吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣，具體構(gòu)造方式為 1、根據(jù)任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度確定該兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣 2、由任意兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣Gij構(gòu)造所述吉文斯預(yù)編碼矩陣 步驟506，發(fā)送端將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)。
本步驟中，利用吉文斯預(yù)編碼矩陣對(duì)原始預(yù)編碼矩陣進(jìn)行修正，得到發(fā)送預(yù)編碼矩陣并利用發(fā)送預(yù)編碼矩陣進(jìn)行信號(hào)發(fā)送，即將發(fā)送信號(hào)與發(fā)送預(yù)編碼矩陣V′相乘后進(jìn)行發(fā)送。
步驟507，接收端根據(jù)任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣。
本步驟中構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣的方式與前述步驟505中的方式相同，這里就不再贅述。
步驟508，接收端將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。
本步驟中，利用吉文斯預(yù)編碼矩陣對(duì)原始加權(quán)矩陣進(jìn)行修正，得到接收加權(quán)矩陣，即可見，該接收加權(quán)矩陣為信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣。
接收端利用接收加權(quán)矩陣U′對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，即將接收的信號(hào)與該接收加權(quán)矩陣相乘。
綜上，在發(fā)送端利用發(fā)送預(yù)編碼矩陣V′進(jìn)行信號(hào)發(fā)送，在接收端利用接收加權(quán)矩陣U′對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行處理，從而系統(tǒng)關(guān)系式可以表示為 由上式可見，經(jīng)過本發(fā)明處理后，對(duì)矩陣R進(jìn)行吉文斯預(yù)編碼矩陣處理后得到的矩陣∑，相對(duì)于矩陣R的非對(duì)角線元素的數(shù)值大大減少，從而實(shí)現(xiàn)了子信道間干擾的抑制處理。
雖然吉文斯矩陣可能經(jīng)過量化處理，存在量化誤差，使得矩陣∑不是對(duì)角陣，也就是說依然存在子信道間干擾，但是該干擾值已大大降低。
為進(jìn)一步減小量化誤差帶來的影響，接收端優(yōu)選地，可以在利用接收加權(quán)矩陣U′對(duì)接收信號(hào)處理后，可以進(jìn)一步進(jìn)行二次加權(quán)處理。具體該二次加權(quán)處理根據(jù)采用的檢測算法不同而不同。例如，使用迫零及MMSE檢測準(zhǔn)則的接收端二次加權(quán)處理可以分別如下 迫零 MMSE 其中Λ(δ12...δm2)是以δ12...δm2為對(duì)角元素的對(duì)角陣，δi2為第i個(gè)子信道上噪聲ζi的功率。根據(jù)式上述兩式中的任意一個(gè)可得發(fā)送信號(hào)

由于矩陣∑中的非對(duì)角元素，即子信道間干擾已大大減小，因此系統(tǒng)的性能比傳統(tǒng)預(yù)編碼性能大大提高。
接下來，針對(duì)第二種確定m個(gè)預(yù)編碼向量和吉文斯矩陣的方式，對(duì)本發(fā)明中的方法具體實(shí)施過程進(jìn)行詳細(xì)介紹。
實(shí)施例二 圖6為本發(fā)明實(shí)施例二中預(yù)編碼處理方法具體流程圖。本實(shí)施例在TDD系統(tǒng)中實(shí)施。如圖6所示，該方法包括 步驟601，發(fā)送端根據(jù)接收的信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)，并將該估計(jì)結(jié)果作為發(fā)送端到達(dá)接收端的信道矩陣H。
本步驟中，利用TDD系統(tǒng)中上下行信道的互惠性，也就是上下行信道特性相同的特點(diǎn)，將估計(jì)得到的接收端到達(dá)發(fā)送端的信道矩陣作為發(fā)送端到達(dá)接收端的信道矩陣，這樣，就可以直接在發(fā)送端計(jì)算預(yù)編碼向量和吉文斯角度，而不需要接收端反饋的方式。
步驟602，發(fā)送端根據(jù)信道矩陣H，在碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量。
具體選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量的方式與實(shí)施例一中步驟501描述的相同，這里就不再贅述。
步驟603，發(fā)送端根據(jù)正交準(zhǔn)則，確定除最優(yōu)的預(yù)編碼向量外的其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣。
具體確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的方式與實(shí)施例二中步驟502的描述相同，這里就不再贅述。
步驟604～605，發(fā)送端根據(jù)原始預(yù)編碼矩陣V和信道矩陣構(gòu)造厄米矩陣(Hermite)R，并確定多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣；發(fā)送端將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)。
上述步驟中構(gòu)造厄米矩陣、根據(jù)厄米矩陣確定吉文斯角度和構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣的方式、以及確定發(fā)送預(yù)編碼矩陣和發(fā)送信號(hào)的方式與實(shí)施例一中相同，這里就不再贅述。
步驟606，接收端依次執(zhí)行步驟601～604的操作。
接收端依照與發(fā)送端相同的方式得到原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G。
步驟607，接收端將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。
本步驟中的操作與實(shí)施例一中的步驟508相同，并且與實(shí)施例一類似，為進(jìn)一步減少量化誤差，可以對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)后再進(jìn)行檢測。具體二次加權(quán)的方式可以與實(shí)施例一中相同。
至此，本發(fā)明實(shí)施例中對(duì)預(yù)編碼處理方法的流程介紹完畢，其中，既包括本發(fā)明中預(yù)編碼方法的具體實(shí)施，也包括預(yù)編碼信號(hào)接收方法的具體實(shí)施。
下面通過一個(gè)兩發(fā)兩收系統(tǒng)為例，對(duì)整個(gè)完整的預(yù)編碼處理過程做進(jìn)一步的舉例說明。在圖7所示的系統(tǒng)中，使用2個(gè)發(fā)射天線和2個(gè)接收天線，且使用2個(gè)空間子信道的MIMO系統(tǒng)。碼書W由4個(gè)酉向量

構(gòu)成。系統(tǒng)具有一個(gè)低速率、無時(shí)延、無誤碼的反饋信道用于反饋預(yù)編碼信息。
接收端首先選擇碼書W中最優(yōu)的子信道預(yù)編碼向量
當(dāng)m＝Mt時(shí)接收端依據(jù)正交原則，生成

的正交向量

從而生成原始預(yù)編碼矩陣并將

在碼書W的標(biāo)識(shí)反饋給發(fā)送端，發(fā)送端恢復(fù)出

并使用正交原則重構(gòu)出原始編碼矩陣V。
接收端得出原始加權(quán)矩陣UU＝(HV)H 接收端得出矩陣RR＝UHHV＝VHHHV 接收端計(jì)算吉文斯角度α12，θ12 其中， 將吉文斯角度α12，θ12分別進(jìn)行4比特和2比特標(biāo)量量化為

量化電平值如前述的表1和表2所示。而后接收端通過反饋信道將

反饋至發(fā)送端。
發(fā)送端根據(jù)

恢復(fù)出吉文斯預(yù)編碼矩陣，結(jié)合原始預(yù)編碼矩陣V，可得總發(fā)送端預(yù)編碼矩陣 而接收端所使用的接收加權(quán)矩陣為 從而獲得系統(tǒng)關(guān)系式 而后接收端得出二次加權(quán)矩陣∑-1，使用接收端二次加權(quán)處理得 實(shí)施解調(diào)及信道解碼后即可得到發(fā)送信號(hào)
至此，預(yù)編碼處理方法結(jié)束。
上述預(yù)編碼處理方法可以應(yīng)用于各類無線通信系統(tǒng)中，例如，從復(fù)用角度劃分，該方法可以應(yīng)用于時(shí)分復(fù)用(TDD)系統(tǒng)或頻分(FDD)系統(tǒng)中，從載波個(gè)數(shù)角度劃分，該方法可以應(yīng)用于單載波系統(tǒng)或多載波系統(tǒng)中，其中，典型的多載波系統(tǒng)為OFDM系統(tǒng)，下面以MIMO-OFDM系統(tǒng)為例，說明在OFDM系統(tǒng)中的應(yīng)用。
圖8為MIMO-OFDM系統(tǒng)中應(yīng)用本發(fā)明方法的系統(tǒng)框圖。在MIMO-OFDM系統(tǒng)中，所實(shí)施的干擾抑制技術(shù)適用于系統(tǒng)中每個(gè)子載波，或者每個(gè)載波子帶上。在該系統(tǒng)的發(fā)送端，當(dāng)利用本發(fā)明的方法對(duì)發(fā)送信號(hào)進(jìn)行預(yù)編碼后，再分別對(duì)各個(gè)天線上的信號(hào)進(jìn)行OFDM調(diào)制處理后進(jìn)行發(fā)送；在該系統(tǒng)的接收端，首先對(duì)各個(gè)接收天線的接收信號(hào)進(jìn)行OFDM解調(diào)，對(duì)OFDM信號(hào)進(jìn)行信道估計(jì)、計(jì)算接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行MIMO初次接收加權(quán)，之后優(yōu)選地，繼續(xù)進(jìn)行MIMO二次接收加權(quán)，最后進(jìn)行信號(hào)檢測輸出。
上述預(yù)編碼處理過程中所使用的信道矩陣為每個(gè)子載波或者載波子帶上的頻域信道矩陣。具體的，當(dāng)采用每個(gè)子載波上的頻域信道矩陣時(shí)，結(jié)果較準(zhǔn)確，但處理過程較復(fù)雜；當(dāng)采用每個(gè)載波子帶上的頻域信道矩陣時(shí)，處理過程較簡單，同時(shí)結(jié)果的準(zhǔn)確度損失也不大，因此，優(yōu)選地將上述干擾抑制技術(shù)應(yīng)用于系統(tǒng)中的每個(gè)載波子帶上。
在上述預(yù)編碼處理過程中，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)大于2時(shí)，表征兩兩子信道間干擾的吉文斯角度αij，θij的計(jì)算及反饋順序依照“高增益子信道優(yōu)先”原則。假設(shè)使用的子信道個(gè)數(shù)為m，子信道1至m的增益由高至低。(i，j)表示子信道i與j之間的吉文斯角度，則按照如下順序計(jì)算并反饋吉文斯角度(1，2)(1，3)...(1，m)...(2，3)(2，4)...(2，m)...(m-1，m)。
以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼方法，其特征在于，該方法包括
發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量，構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V，所述m為子信道個(gè)數(shù)；
獲取所述多子信道中兩兩子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G；
將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量包括
接收端根據(jù)預(yù)先確定的信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中選擇m個(gè)預(yù)編碼向量，并通過反饋信道將表征所選擇的預(yù)編碼向量信息的預(yù)編碼矩陣指示信息PMI反饋給發(fā)送端；
發(fā)送端根據(jù)所述碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述接收端在預(yù)設(shè)的碼書中選擇m個(gè)預(yù)編碼向量包括在預(yù)設(shè)的碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m與發(fā)送天線數(shù)目Mt相等時(shí)，
所述PMI為所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)；
所述根據(jù)碼書和接收端反饋的所述PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)，
所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量包括根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
i＝1，...Mt-1，并計(jì)算所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
各自的特征值i＝1，...Mt-1；在Mt-1個(gè)特征值中選擇最大的m-1個(gè)，將選擇的m-1個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量；
所述PMI為，所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)和所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量中的位置標(biāo)識(shí)；
所述根據(jù)碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的最優(yōu)的預(yù)編碼向量標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量，根據(jù)接收的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量中的位置標(biāo)識(shí)確定所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，預(yù)先設(shè)置所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)，
所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量確定其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量包括根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
i＝1，...Mt-1；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在Mt-1個(gè)特征值中選擇m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量；
所述PMI為所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量在所述碼書中的標(biāo)識(shí)；
所述根據(jù)碼書和接收端反饋的PMI，確定接收端選擇的m個(gè)預(yù)編碼向量包括發(fā)送端根據(jù)接收的最優(yōu)的預(yù)編碼向量標(biāo)識(shí)和所述碼書，確定最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)與接收端相同的正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量，根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量確定所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括
接收端根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并將所述吉文斯角度通過反饋信道反饋給發(fā)送端。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述發(fā)送端在預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量包括
發(fā)送端根據(jù)上下行信道互惠性確定信道矩陣H，并根據(jù)該信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中選擇最優(yōu)的預(yù)編碼向量，并根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
9.根據(jù)權(quán)利要求3或8所述的方法，其特征在于，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m與發(fā)送天線數(shù)目相等時(shí)，所述根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量為根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
i＝1，...Mt-1，將該Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，當(dāng)子信道個(gè)數(shù)m小于發(fā)送天線數(shù)目Mt時(shí)，根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
i＝1，...Mt-1，并計(jì)算所述Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
各自的特征值i＝1，...Mt-1；在Mt-1個(gè)特征值中選擇最大的m-1個(gè)，將選擇的m-1個(gè)特征值對(duì)應(yīng)的m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量；
或者，預(yù)先設(shè)置所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)；根據(jù)正交原則和所述最優(yōu)的預(yù)編碼向量生成Mt-1個(gè)預(yù)編碼向量
i＝1，...Mt-1；根據(jù)預(yù)先設(shè)置的所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量的位置標(biāo)識(shí)，在Mt-1個(gè)特征值中選擇m-1個(gè)預(yù)編碼向量作為所述其他m-1個(gè)預(yù)編碼向量。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述獲取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括
發(fā)送端根據(jù)所述信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度。
12.根據(jù)權(quán)利要求7或11所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度包括根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V確定厄米矩陣R＝VHHHV，并從厄米矩陣R中提取所述多子信道中任意兩個(gè)子信道間的干擾相關(guān)元素構(gòu)造矩陣其中，Rji為厄米矩陣R的第j行第i列元素；
所述利用該矩陣Rij計(jì)算相應(yīng)兩個(gè)子信道間的吉文斯角度αij和θij為，其中，
13.根據(jù)權(quán)利要求7或11所述的方法，其特征在于，在所述確定任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度后，該方法進(jìn)一步包括對(duì)確定的吉文斯角度進(jìn)行量化，將量化后的吉文斯角度作為兩個(gè)子信道間的吉文斯角度。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在所述確定任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度時(shí)，依次計(jì)算增益由高到低排列的子信道與其他子信道間的吉文斯角度。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G包括
根據(jù)任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度確定該兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣
由任意兩個(gè)子信道間的吉文斯預(yù)編碼矩陣構(gòu)造所述吉文斯預(yù)編碼矩陣
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，該方法用于單載波系統(tǒng)、OFDM系統(tǒng)、FDD系統(tǒng)或TDD系統(tǒng)中。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，當(dāng)該方法應(yīng)用于OFDM系統(tǒng)中時(shí)，所述子信道為OFDM系統(tǒng)中的子載波或載波子帶。
18.一種多子信道多輸入多輸出預(yù)編碼信號(hào)接收方法，其特征在于，該方法包括
接收端根據(jù)信道矩陣H在預(yù)設(shè)的碼書中確定與發(fā)送端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V；
接收端根據(jù)信道矩陣H和原始預(yù)編碼矩陣V，獲取任意兩個(gè)子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G；
將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G三者乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，在利用所述接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收后，進(jìn)一步包括對(duì)經(jīng)過所述接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)，再對(duì)二次加權(quán)后的信號(hào)進(jìn)行檢測。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，當(dāng)接收端采用迫零檢測準(zhǔn)則時(shí)，所述對(duì)經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)為
計(jì)算矩陣
將所述經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)左乘矩陣∑的逆矩陣。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其特征在于，當(dāng)接收端采用MMSE檢測準(zhǔn)則時(shí)，所述對(duì)經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)進(jìn)行二次加權(quán)為
計(jì)算矩陣
將所述經(jīng)過接收加權(quán)矩陣處理后的信號(hào)左乘矩陣[∑H∑+Λ(δ12...δm2)]-1∑H。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多子信道MIMO預(yù)編碼方法和預(yù)編碼信號(hào)接收方法，在發(fā)送端和接收端中，于預(yù)設(shè)的碼書中確定與接收端相同的m個(gè)預(yù)編碼向量構(gòu)造原始預(yù)編碼矩陣V，其中m為子信道個(gè)數(shù)；獲取多子信道中兩兩子信道間的吉文斯角度，并根據(jù)獲取的所有吉文斯角度構(gòu)造吉文斯預(yù)編碼矩陣G。發(fā)送端將原始預(yù)編碼矩陣V與吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積作為發(fā)送預(yù)編碼矩陣，并利用該發(fā)送預(yù)編碼矩陣發(fā)送信號(hào)；接收端將信道矩陣H、原始預(yù)編碼矩陣V和吉文斯預(yù)編碼矩陣G的乘積的共軛轉(zhuǎn)置矩陣作為接收加權(quán)矩陣，并利用該接收加權(quán)矩陣進(jìn)行信號(hào)接收和檢測。應(yīng)用本發(fā)明的方法，能夠大大降低子信道間的干擾，提高系統(tǒng)性能。
文檔編號(hào)H04B7/06GK101217304SQ20081005586
公開日2008年7月9日 申請(qǐng)日期2008年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月10日
發(fā)明者李立華, 平 張, 平 武, 陶小峰 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué), 富士通株式會(huì)社