[发明专利]低回传的MIMO-SCFDE系统自适应多模传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多天线宽带无线通信传输方法，属于宽带无线通信技术领域。

背景技术

随着网络技术的发展，人们对接入网络的要求也不断提高，随时随地地高速接入因特网已经成为越来越多的人们的重要需求，宽带无线通信技术是可以满足人们上述需求的主要支撑技术，因此近年来宽带无线通信技术获得了迅猛发展。随着传输速率的增加，电磁波无线传播造成的多径对系统影响越来越严重，一般而言宽带无线通信系统中不可避免地存在多径传播造成的频率选择性衰落，频率选择性衰落曾经是制约无线通信系统性能的主要因素之一。由正交频分复用(以下简称OFDM：Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术发展起来的基于循环前缀(以下简称CP：Cyclic Prefix)的分块传输技术(主要包括OFDM、单载波频域均衡(以下简称SCFDE：Single Carrier with Frequency Domain Equalization)等)是宽带无线通信中对付多径传播造成的频率选择性衰落的简单且十分有效的技术，因此OFDM和SCFDE成为目前宽带无线通信的主流技术。频谱效率一直是无线通信技术的研究重点，近年来多输入多输出(以下简称MIMO：Multiple-input Multiple-output)以其传统单天线技术所无法达到的频谱效率受到广泛关注。MIMO和基于CP的分块传输技术的结合MIMO-OFDM和MIMO-SCFDE成为未来宽带无线通信的关键技术。

MIMO利用具有丰富多径的无线传播环境中不同天线之间信道的不相关特性，获得高信道容量，从而提高频谱利用率和可靠性。基于分块传输的OFDM，可以有效地对抗多径衰落，因为子载波频谱主瓣重叠，具有较高的频谱效率；CP可以很好的吸收帧间干扰；并且可以采取简单的频域均衡方法来消除由于时延扩展引入的信道干扰；OFDM的基带调制过程可以用快速傅立叶逆变换(以下简称IFFT：Inverse Fast Fourier Transform)完成，基带解调过程可以用快速傅立叶变换(以下简称FFT：Fast Fourier Transform))完成。单载波频域均衡(以下简称SCFDE：Single Carrier with Frequency Domain Equalization)，类似于OFDM的分块传输技术，虽然同样能够有效的对抗多径衰落而且没有OFDM发端的高峰均功率比(PAPR，Peak-to-average Power Ratio)，但是受关注程度远不及OFDM。

MIMO宽带无线通信通信(主要是MIMO-OFDM和MIMO-SCFDE)面临的主要问题是：时、频、空选择性造成的信道衰落。这种衰落表现为接收端去掉CP后得到的一系列窄带MIMO信道的部分信道矩阵缺秩或坏条件，这种缺秩或坏条件对MIMO信号的检测造成极大影响，是制约宽带MIMO系统性能的主要因素。

利用信道状态信息(以下简称CSI：Channel State Information)的自适应技术可以有效地对抗时、频、空选择性，从而更可靠更有效地进行通信。预编码是目前宽带MIMO系统中广泛采用的自适应技术，它可以根据窄带MIMO信道的信道矩阵的情况，通过发射端的预编码自适应地改变该窄带MIMO信道传输的比特数，可以极大地提高每一个缺秩或坏条件窄带MIMO信道传输的效率，从而提高整个宽带MIMO系统的效率。现有的MIMO-OFDM预编码方法主要是根据每一个(可以分组)窄带MIMO信道的秩和其他可用的CSI形成一个预编码矩阵，发射端将每一个窄带MIMO子信道上待发送的数据向量乘以相应的预编码矩阵形成发送向量。这种线性预编码方法比较简单，且当可选择的预编码矩阵数量(称为码本数量)较大时，传输效率也比较高，缺点是：码本数量较小时，系统的频谱效率较差，而码本数量较大时，系统的频谱效率虽然会提高一些，但相应的回传信息量和系统复杂性都会大幅度提高，即回传信息量、复杂性与系统的频谱效率之间存在矛盾。

发明内容

本发明针对现有预编码MIMO-OFDM技术存在的回传信息量、复杂性与系统的频谱效率之间存在矛盾问题，提供一种高效低回传的MIMO-SCFDE系统自适应多模传输方法。

本发明的低回传的MIMO-SCFDE系统自适应多模传输方法，包括以下步骤：