專利名稱：基于施密特正交化的雙碼本mu-mimo預編碼方法
技術領域：
本發明屬于通信領域，涉及一種LTE系統中基于碼本的預編碼方法。
背景技術：
3GPP LTE項目是近幾年3GPP啟動的最大的新技術研發項目，LTE具有頻譜使用靈活，可以與現有技術無縫互操作，以及網絡部署和管理成本低廉等優勢，它改進并增強了 3G的空中接入技術,能夠帶來速率更高,技術更簡單的增強型移動寬帶體驗。在LTE中采用MM0-0FDM，其中OFDM技術能夠抵抗由無線信道多徑時延擴展產生的符號間干擾，同時可以使信道均衡從復雜的時域處理轉換到簡單的頻域處理。而MMO技術通過多天線來提供空間分集和復用，能夠獲得比傳統SISO系統更高的信道容量、傳輸可靠性和頻譜效率。但MIMO系統中不可避免地存在多數據流或者多用戶間的干擾，需要通過復雜的檢測技術來恢復數據。然而，在LTE系統的下行傳輸中，由于受限于移動臺的尺寸，功耗等，各種復雜的檢測技術往往很難實用；另外，在多用戶MIMO系統中，由于各個用戶接收機只能進行分布式處理，因此接收端的聯合檢測算法不適用。與接收端的MIMO檢測算法不同，預編碼技術是發射機利用信道狀態信息(Channel State Information, CSI)調整發射策略，能有效地抑制MIMO信道中的多用戶干擾，顯著提高信道容量，并能大大簡化接收機處理復雜度，因而成為MMO下行鏈路獲得復用增益和分集增益的關鍵。臟紙編碼DPC(Dirty Paper Coding)證明，如果發送端能夠準確的獲知干擾信號，在發送端通過某種預編碼處理，可使得有干擾系統的信道容量與無干擾系統的信道容量相同。由于DPC理論很難應用到實際系統中，一些次優預編碼技術應運而生，一類是基于實時信道處理的預編碼技術，如信道反轉，信道塊對角化等，需要發送端獲知完全的信道狀態信息，然而，在LTE多 用戶下行系統中，由于MIM0-0FDM技術的引入，發送端若想獲得完全的CSI，反饋量過大而無法實現，因此LTE系統采用另一類預編碼技術，即基于碼本的預編碼技術，在發送端和接收端都預先共存一個相同的碼本，移動臺根據具體的信道狀況從一個確定的碼字集合中選取使系統性能最優的一個碼字，再將該碼字在碼本集合中的索引反饋給發送端，此時，該碼字就代表了當前信道所處的區域空間，發送端對用戶數據預編碼后進行實時傳送。多用戶預編碼技術還存在用戶調度的問題，實現當前傳輸用戶與當前預編碼矩陣的匹配。現有的基于碼本的預編碼技術的碼本構造有基于傅里葉變換的酉矩陣碼本，根據格拉斯曼空間打包原理構成的格拉斯曼碼本，以及Householder碼本等。其中酉碼本實現簡單，但對信道空間的匹配程度較低，格拉斯曼碼本在CCI的抑制方面則有待于提高。
發明內容
有鑒于此，本發明的目的在于提供一種基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，采用該方法能夠使得各用戶在和使用經典預編碼碼本的反饋量相同的情況下，碼本張成的空間更大，對信道矩陣的匹配程度更高，并且可以保證對多用戶共道干擾的有效抑制。
為達到上述目的，本發明提供如下技術方案本發明提供一種基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，涉及具體的碼本構造方法，移動臺對最優預編碼碼字的選擇，以及具體的用戶調度方法。具體來說，本發明所述的基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法包括以下步驟步驟一構造碼本；步驟二 計算待調度用戶的反饋信息；步驟三基站根據收到的反饋信息進行用戶調度和預編碼。進一步,步驟一中具體包括a.第I碼本由格拉斯曼子空間擴張生成的N個矢量構成，F1=Lv1, V2,…vN]；b.第II碼本中的N個預編碼矩陣均在考慮矢量間弦距離的條件下，按照施密特正交化原理根據第一個碼本中的對應矢量生成，F2=Lw1, W2,…Wn]。進一步，步驟二具體包括a.基站與移動臺共存的碼本為F1=I^VnV2,…vN],其中I |V」I = I, i = 1,2, L, N ；F2=Lw1, W2,…wN],其中N = 2B, B為移動臺反饋的比特數；b.移動臺根據基站發送的導頻信號進行信道估計，然后遍歷碼本匕中的預編碼矢量，根據下列公式計算出第k個待調度用戶相對于F1中的每個矢量的用戶信干噪比SINR，
權利要求
1.基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，其特征在于包括以下步驟 步驟一構造碼本；步驟二 計算待調度用戶的反饋信息；步驟三基站根據收到的反饋信息進行預編碼和用戶調度。
2.根據權利要求1所述的基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，其特征在于步驟一中具體包括第I碼本由格拉斯曼子空間擴張生成的N個矢量構成，F1= [V1, V2,…vN]；第II碼本中的N個預編碼矩陣均在考慮矢量間弦距離的條件下，按照施密特正交化原理根據第一個碼本中的對應矢量生成，F2= [w1； W2,…Wn]。
3.根據權利要求1所述的基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，其特征在于步驟二具體包括a.基站與移動臺共存的碼本為F1=Iiv1,V2，…vN],其中I I Vi I I = I, i = I, 2,. . . , N ； F2=Lw1, W2,…Wn],其中N = 2B, B為移動臺反饋的比特數；b.移動臺根據基站發送的導頻信號進行信道估計，然后遍歷碼本F1中的預編碼矢量， 根據下列公式計算出第k個待調度用戶相對于F1中的每個矢量的用戶信干噪比SINRk, i，
4.根據權利要求1至3中任一項所述的基于施密特正交化的雙碼本MU-MMO預編碼方法，其特征在于步驟三具體包括a.當基站端收集到K個用戶的反饋信息V和CQIk后，確定最優CQI的那個用戶Y為第一被調度用戶，將其反饋的第I碼本中的預編碼矢量Vpi在第II碼本中對應的矩陣》確定為當前預編碼矩陣；b.將預編碼矩陣『廠的第二列『廠與剩余K-1個用戶的最優預編碼矢量計算弦距，其最優預編碼矢量與Virt'距離最小的那個用戶作為第二被調度用戶Z，將預編碼矩陣fT的第二列Ff作為它的預編碼矢量。弦距離計算公式為wr>r) =HpI，其中k φ υ ;第二被調度用戶的選取準則為
全文摘要
本發明公開了一種基于施密特正交化的雙碼本MU-MIMO預編碼方法，屬于通信領域；該預編碼方法包括以下步驟一根據格拉斯曼空間打包原理構造碼本I，再根據施密特正交化原理并考慮矢量間弦距離構造碼本Ⅱ，雙碼本共同存儲在基站端和移動臺；二根據基站發送的導頻信號進行信道估計，之后遍歷碼本I中的預編碼矢量，選出最佳匹配碼字，將該碼字的索引和對應的SINR值反饋給基站；三基站根據收集到的反饋信息，在碼本Ⅱ中確定當前的預編碼矩陣，并在此基礎上進行用戶調度；采用該方法能夠使得碼本張成的空間更大，并且保證了預編碼矩陣的正交性質，保證了對CCI的抑制能力，同時，基站端的用戶調度方案，使得用戶匹配失敗的情況不再出現。
文檔編號H04L1/00GK103036656SQ201210552039
公開日2013年4月10日 申請日期2012年12月18日 優先權日2012年12月18日
發明者景小榮, 胥媛, 張祖凡, 陳前斌 申請人:重慶郵電大學