一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法，所設計的碼本由主碼本和輔碼本構(gòu)造出來，主碼本為Kerdock碼本，輔碼本由一系列傅里葉擾動矩陣組成。該基于雙碼本的碼本設計方法在擴展碼本大小的同時，很好地平衡了空間復用流中任意兩路數(shù)據(jù)流的信噪比，能夠為系統(tǒng)提供最佳的誤碼率性能，提高信道容量。本發(fā)明可以用于空間復用各數(shù)據(jù)流間信噪比相差較大的場合，能夠以較低的碼本存儲開銷和搜索復雜度，獲得較好的信道容量和誤碼率性能。
【專利說明】一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于無線通信【技術(shù)領(lǐng)域】，更為具體地講，涉及一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法。 【背景技術(shù)】
[0002]在多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中，為了通過在發(fā)送端進行預編碼操作來提高系統(tǒng)傳輸性能，發(fā)送端需要獲知信道狀態(tài)信息(CSI)，而CSI通常由接收端向發(fā)送端反饋得到。隨著MMO系統(tǒng)發(fā)送天線數(shù)目的不斷增大，為了保證預編碼的性能，需要增大碼本大小。此時，碼本搜索復雜度及CSI反饋開銷也隨之提高。因此，設計合理的碼本以平衡預編碼性能和反饋開銷對于提高系統(tǒng)整體性能至關(guān)重要。
[0003]現(xiàn)有的碼本構(gòu)造方法主要包括Grassmannian碼本、基于離散傅里葉變換(DFT)的碼本、Kerdock碼本等。其中，Grassmannian碼本性能好,存儲量大,計算復雜度高,通常用于子流數(shù)較小的場合?；贒FT的碼本要求子流數(shù)目等于發(fā)送天線數(shù)，且應用于不相關(guān)信道時性能較差。而Kerdock碼本具有易構(gòu)造、碼本存儲量小、搜索復雜度低等優(yōu)點，是較大規(guī)模天線陣列的預編碼矩陣構(gòu)造的不錯選擇。
[0004]此外，由于系統(tǒng)的誤碼率性能主要由信噪比最低的一路數(shù)據(jù)流所決定，因此，誤碼率性能最佳的情況是各路數(shù)據(jù)流的信噪比盡量相等。而Kerdock碼本本身沒有考慮空間復用流中任意兩路數(shù)據(jù)流信噪比的平衡問題，不能提供最佳的誤碼率性能。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法，在擴展碼本大小的同時，很好地平衡空間復用流中任意兩路數(shù)據(jù)流的信噪比，為系統(tǒng)提供最佳的誤碼率性能，以提高信道容量。
[0006]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0007](I)、基于互無偏基的思想構(gòu)造一個包含M1個碼本矩陣的Kerdock碼本作為主碼本，記為集合O1=IW1(I1) I1=O, I,…，M1-1h其中，碼本矩陣W1 Q1)大小為NtXL，，Nt為發(fā)送天線數(shù)，且要求為2的冪次即Nt=2B，L是空間復用數(shù)據(jù)流的數(shù)目即復用層數(shù)L ；
[0008]1.1)、生成大小為NtXNt的對角矩陣Dn(n=0，I,..., Nt_l)，其對角元素取值只能是± I 和 ± j ；
[0009]1.2)、生成 Sylvester - Hadamard 矩陣",:
[0010]
Η_ ￥￥ U-- WW _ I I 重
jvf -M2WM2...09 M2 I Il2 — I j ;
B個
[0011] 1.3)、生成相應的正交矩陣Kn:[0012]
【權(quán)利要求】
1.一種基于傅里葉擾動矩陣的碼本設計方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)、基于互無偏基的思想構(gòu)造一個包含M1個碼本矩陣的Kerdock碼本作為主碼本，記為集合O1=IW1(I1) I1=O, I,…，M1-1h其中，碼本矩陣W1 Q1)大小為NtXL，，Nt發(fā)送天線數(shù)，且要求為2的冪次，L是空間復用數(shù)據(jù)流的數(shù)目即復用層數(shù)L ； 1.1)、生成大小為NtXNt的對角矩陣Dn(n=0，1，...，Nt-1)，其對角元素取值只能是±1和土j ;
1.2)、生成 Sylvester - Hadamard 矩陣丨丨....:
2.權(quán)利要求1所述的碼本設計方法，其特征在于，所述的將I1分解為Ntm+n，然后選取對應第η個正交矩陣Kn從第Lm列開始的連續(xù)L列來構(gòu)建碼本矩陣W1Q1)，其中，m為O,1,2,…的整數(shù)。
【文檔編號】H04L1/06GK103944687SQ201410150572
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月15日
【發(fā)明者】鄺育軍 申請人:電子科技大學