[发明专利]一种基于最小距离最大化准则的多路数据流传输方法

摘要

本发明公开了一种基于最小距离最大化准则的多路数据流传输方法，特征是利用球体填充格理论和递归构造思想分别设计可传输任意数据流数的满秩、秩亏和秩1最小距离预编码矩阵，且对每一特定信道实现，候选预编码矩阵数目与待传数据流数相同。与已有的相关设计方法相比，本发明方法不仅普适性较强，还具有更低的误码率性能，同时还具有简洁的构造流程和较小的工程实现成本，便于在诸如802.11n、TD-HSPA+、TD-LTE及TD-LTE-Advanced等新一代宽带无线和移动通信系统中实时实施。

主权项

1.一种基于最小距离最大化准则的多路数据流传输方法，设发送端利用预编码矩阵传输发送功率为P₀的M路四相相移键控数据流x，多输入多输出平坦衰落信道的等效虚拟信道矩阵在发送端已知；其特征在于依次包含以下步骤：第一步、利用奇异值分解定义式H＝UΣV^*对等效虚拟信道矩阵H进行奇异值分解，计算获得等效虚拟信道矩阵H的左奇异矩阵U，等效虚拟信道矩阵H的右奇异矩阵V以及等效虚拟信道矩阵H的对角矩阵Σ，其中在等效虚拟信道矩阵H的对角矩阵Σ中包含由大到小依次排列的信道奇异值σ_i,i＝1,2,...,M，V^*表示对矩阵V进行共轭转置操作；第二步、根据数据流数M计算获得M维秩m生成矩阵L_M,m,m＝1,2,...,M和M维秩m格拉姆矩阵G_M,m,m＝1,2,...,M，具体操作子步骤为：第1子步骤、当预编码矩阵的秩m满足秩1约束关系式m＝1时，令M维秩1生成矩阵L_M,1＝[1,2,...,2^M-1]，计算获得M维秩1格拉姆矩阵其中表示对矩阵L_M,1进行转置操作；第2子步骤、当预编码矩阵的秩m满足秩亏约束关系式1＜m＜M时，若秩亏量K满足关系式M≥2K，则计算获得M维秩M-K格拉姆矩阵否则计算获得M维秩M-K格拉姆矩阵再利用乔里斯基分解定义式对M维秩M-K格拉姆矩阵G_M,M-K进行乔里斯基分解，计算获得M维秩M-K生成矩阵L_M,M-K；第3子步骤、当预编码矩阵的秩m满足满秩约束关系式m＝M时，令M维秩M生成矩阵LM,M=LM-1,M-1aT0-1,]]>其中辅助向量a＝[0,0,...,0,1]，0表示全0行向量；计算获得M维秩M格拉姆矩阵第三步、利用特征值分解定义式对M维秩m格拉姆矩阵G_M,m,m＝1,2,...,M进行特征值分解，计算获得M维秩m格拉姆矩阵G_M,m的旋转矩阵B_m和M维秩m格拉姆矩阵G_M,m的对角矩阵Λ_m，该矩阵对角线包含由大到小依次排列的M维秩m格拉姆矩阵G_M,m的特征值λ_m,i,i＝1,2,...,M；第四步、依据对角矩阵关系式计算获得M维秩m格拉姆矩阵G_M,m的对偶对角矩阵Ω_m,m＝1,2,...,M，然后依据最大最小距离选择关系式计算获得最大距离索引值n；第五步、根据最大距离索引值n选择M维秩n格拉姆矩阵G_M,n，并利用对偶对角矩阵归一化关系式对M维秩n格拉姆矩阵G_M,n的对偶对角矩阵Ω_n进行功率归一化，根据预编码矩阵构造关系式F＝VΩ_nB_n计算获得预编码矩阵F，然后可依发送信号生成关系式实现MIMO多路数据流传输。