[发明专利]时分双工系统中进行预编码的方法、系统及装置

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，特别涉及时分双工系统中进行预编码的方法、系统及装置。 

背景技术

多输入多输出(MIMO)已经成为公认的提高无线传输频谱效率的有效方法。通常接收端很容易通过信道估计获得信道信息。但是，如果发射端也知道信道信息的话，可以使信道容量进一步得到提高。预编码技术是一种在发射端利用信道信息对发射信号进行预先处理的技术，预编码是将待发送的数据流乘以预编码矩阵将其进行映射，并发送。 

在长期演进系统(LTE)中，采用空间预编码(pre-coding)技术可以提高系统性能并降低用户设备(UE)的复杂度。根据是否采用有限个pre-coding矩阵，pre-coding可以分为码本(Codebook)预编码操作和非码本(Non-Codebook)预编码操作。为保证频分双工(FDD)系统与时分双工(TDD)系统的共同性，要求TDD系统支持使用Codebook预编码操作；同时，为了利用TDD系统的信道对称性，也可以采用Non-Codebook预编码操作。 

Non-Codebook预编码操作是指基站侧通过接收上行信号，获得上行方向的空间信道信息，利用TDD系统的信道对称性，获得下行方向的空间信道信息，从而利用这个空间信道信息获得预编码矩阵，并进行预编码操作。 

比如：对于一个基站侧具有M根发送天线，终端侧具有N根接收天线的TDD系统来说，基站可以通过接收上行信号，获得上行方向的空间信道矩阵为HUL，那么利用TDD系统上下行信道的互易性，可以直接由上行空间信道矩阵得到下行空间信道矩阵H^DL＝(H^UL)^T。其中H^UL的维数为M×N，H^DL的维数为 N×M。对下行信道矩阵H^DL进行奇异值分解(SVD)就可以获得下行方向的预编码矩阵V_B： 

H^DL＝UΛV^H

Λ_B是Λ的B(B≤min(M，N))个非零的特征值，注意我们假设Λ的特征值是降序排列的。V_B为非零的特征值对应的特征矢量，V_B是(M×B)阶的正交矩阵， 

在进行Non-Codebook预编码操作时，要求数据符号和参考符号都进行预编码操作，即 

X＝V_BS 

Y＝V_BD 

其中S为准备发送的数据符号，维数为B×1；X为预编码之后在M根天线上发送的数据信号，维数为M×1；D为准备发送的参考符号，维数为B×1；Y为预编码之后在M根天线上发送的参考信号；V为预编码矩阵，维数为M×B。 

而对于Codebook预编码操作，系统需要事先预定一组预编码矩阵，称为codebook。比如，当M＝4，B＝2时，可以采用如下的方法构建codebook：