[发明专利]一种5G通信网络MIMO预编码系统、方法及装置

说明书

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种5G通信网络MIMO预编码系统、方法及装置。所述系统包括：用于将数据进行分流的数据流分流单元，得到若干路分流数据；数字基带预编码器，用于对每一路分流数据进行数字基带预编码，然后变频后进行发送；数模/模数转换器，用于对数字基带预编码器变频后的数据进行数据转换；混频器，用于将数据转换后的数据进行混频处理；功放单元，用于将混频处理后的数据进行功放处理后，然后进行发送；模拟预编码器，用于将功放单元发送的数据进行模拟预编码，然后再进行发送；移相器，与发射天线相连接，用于将模拟预编码器编码后的数据发送到天线，通过天线进行发送。大大降低了算法复杂度，实现了编码的多样性和复杂性。

技术领域

本发明属于通信技术领域，具体涉及一种5G通信网络MIMO预编码系统、方法及装置。

背景技术

大规模多输入多输出（MIMO）技术能够大幅度提升系统容量，降低不同用户间的干扰，但因其系统中信道维度高、信道估计和预编码算法复杂等因素，使得系统软硬件开销都会增。

下一代无线通信系统致力于达到每秒吉比特以上的数据吞吐率以支持高速率的多媒体业务。毫米波频段（30～300 GHz）尚存在大量未使用的频谱，可利用的频带宽，信息容量大，成为下一代通信系统中提高数据速率的主要手段。然而，毫米波通信面临的一个主要问题是自由空间路损使得接收端信号产生大幅度衰减。不仅如此，当信号穿过雨、雾或收发两端之间存在障碍物时，衰减会更加严重，甚至会引起信号中断。因此，克服信号传输过程中的衰减和损耗，提升系统容量成为毫米波通信技术研究的主要方向。

大规模多进多出（MIMO）技术是在基站端部署大规模阵列，与传统MIMO相比能够有效抵抗不同用户之间的干扰，显著提升系统的容量。毫米波频段的天线尺寸很小，为配备大规模天线阵列提供了可能。基站天线数量可远大于用户数，故系统可以获得很高的复用增益、分集增益和阵列增益。另外，大规模MIMO能够将信号能量聚焦在很窄的波束上，有效地提升了能量效率。在大规模MIMO系统中，预编码技术是下行链路中至关重要的信号处理技术，其利用发送端的信道状态信息（CSI），将调制过的符号流变换成适应当前信道的数据流，将信号能量集中到目标用户附近，有效对抗衰减和损耗，提升了系统性能。因此，研究毫米波大规模MIMO系统中的预编码技术对推进下一代无线通信的发展有重要意义。

专利号为CN03811359.7的专利公开了一种MIMO系统中多径信道的预编码，按照一个或多个编码方案对数据编码以提供编码数据，然后按照一个或多个调制方案对所述编码数据调制(即码元映射)以提供调制码元。获得MIMO信道的经估计的响应(例如，由接收机提供)，而且基于经估计的MIMO信道响应和判决反馈均衡器的前馈滤波器的响应而导出等效信道响应。接着，基于等效信道响应对调制码元预编码以提供预编码的码元，然后基于经估计的MIMO信道响应进一步预调节所述预编码码元(例如，使用空时脉冲成形)，以提供用于MIMO信道上传输的预调节码元。基于最小均方误差(MMSE)准则调节前馈滤波器。去算法复杂度和适用性较差。

专利号为CN201110418089.X的专利公开了一种预编码的实现方法、装置及MIMO系统，所述方法包括：接收多个用户设备发送的信道状态信息；从可用于配对的用户中选择预置数目的多个用户设备进行多用户MIMO的用户配对；根据预先设置的策略选择实际的预编码类型，根据所述预编码类型对选择的多个用户设备的数据进行预编码处理，产生多用户MIMO的预编码码字；将所述多用户MIMO的预编码码字以及与所述多用户MIMO的预编码码字对应的解调参考信号广播给所述预置数目的多个用户设备；所述的预编码类型包括线性编码和非线性编码；所述预先设置的策略包括：根据预先配置的预编码类型选择实际的预编码类型。其编码形式和方式依然较为原始，缺乏灵活的编码组合。

发明内容

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种5G通信网络MIMO预编码系统、方法及装置，大大降低了算法复杂度，同时，实现了编码的多样性和复杂性，能够适应各种情况。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：