[发明专利]一种应用于空分复用的预编码矩阵选择方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及无线网络传输技术，尤其涉及一种应用于空分复用的预编码矩阵选择方法及系统。

背景技术

多输入多输出(Multi-input Multi-output，MIMO)技术已经成为未来移动通信系统实现高数据速率、高传输质量的重要途径。MIMO技术的一个突出特点就是能显著提高无线系统的频谱利用率，进而提高数据的传输速率。但是，由于多天线空间信道间存在相关性，接收端很难将多路数据分开，因此，如果发射端完全已知或部分已知信道状态信息，就能够充分利用已知的信道状态信息对发射信号进行预编码处理，来调整MIMO系统各发射天线的功率，从而使得多个数据流分别在正交的空间子信道中传输，减小干扰，所以，对发射信号进行预编码处理相对于发射端对信道没有先验信息、各发射天线总的发射功率相同的情况，能进一步提高MIMO系统的容量。

预编码技术的研究是基于发射端完全已知或部分已知信道状态信息的假设条件，因此，如果MIMO系统的上下行信道不具有互易性，例如频分双工(FDD，Frequency Division Duplex)系统，那么就需要采用闭环预编码MIMO系统，即接收端将估计的全部或部分信道信息反馈给发射端，发射端从接收到的反馈信息中获取信道状态信息对发射信号进行预编码处理。

接收端对估计得到的信道矩阵H进行奇异值分解(Singular ValueDecomposition，SVD)来确定预编码矩阵V，并将其反馈给发射端。如果发射端能得到V矩阵的具体元素值，此时能够获得最佳的性能；但通常上行链路中为预编码矩阵V反馈预留的空间不足以传输V矩阵的全部信息，此时需要通过构建预编码码本来反馈近似预编码矩阵V的信息，即预先定义一组发射端和接收端都已知的预编码矩阵的集合，称其为预编码码本，接收端在给定的码本中找出与SVD分解得到的V矩阵最相似的一个作为最佳的预编码矩阵，并将其所对应的索引在相干时间内通过上行链路反馈给发射端，发射端根据索引值获得预编码矩阵，然后对发射信号进行预编码处理。

基于码本的预编码技术大大降低了预编码系统的反馈量，能够以较小的代价获得较好的性能。现有的预编码MIMO系统中，接收端通过信道估计算法得到信道矩阵H后，通常采用均方误差矩阵的迹最小化的原则或行列式最小化的原则在给定的预编码码本中选出最佳的预编码矩阵。

图1所示为现有MIMO系统中，接收端进行预编码矩阵选择的流程示意图，如图1所示，现有MIMO系统中，接收端进行预编码矩阵选择包括以下步骤：

步骤11：接收端首先对信道进行估计，得到信道矩阵。

步骤12：依次用预先定义的预编码码本中的每个预编码矩阵V_i和得到的信道矩阵计算均方误差矩阵的迹或行列式。

步骤13：对预先定义的预编码码本中的每个预编码矩阵V_i，选择使得均方误差矩阵的迹或行列式最小的V_i作为最佳的预编码矩阵V_opt，即通过公式(1)或公式(2)选择预编码矩阵V_opt：