[发明专利]一种预编码矩阵选择方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及利用多个空间信道进行传输的无线网络技术，尤其涉及一种预编码矩阵选择方法和装置。 

背景技术

多输入多输出(MIMO，Multi-input Multi-output)技术以其能显著提高无线系统的频谱利用率和数据传输速率等特点，已经成为未来移动通信系统实现高效数据速率和高传输质量的重要途径。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信息，并能够充分利用已知的信道矩阵信息对发射信号进行预编码处理，进而调整MIMO通信系统各发射天线的功率，这样就能使得多个数据流分别在正交的空间子信道中传输，从而减小了干扰。这种方法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通信系统的容量。 

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通信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，发射端从接收的反馈信息中获取信道状态信息，并依据此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(SVD，Singular ValueDecomposition)，以此来确定预编码矩阵V，并将预编码矩阵V反馈给发射端。如果发射端能得到预编码矩阵V的具体元素值，此时能够获得信道最佳的性能参数；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预编码矩 阵V的全部信息，此时需要通过构建预编码的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，称其为预编码的码本，接收端在给定的预编码码本中找出与SVD分解得到的预编码矩阵V最相似的一个矩阵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图，假设接收端的接收信号可以表示为： 

y=ϵsMHVs+n---(1)]]>

其中，y表示接收信号，s表示发射信号，V表示预编码矩阵，H表示接收端对信道进行估计得到的信道矩阵，n表示噪声分量，ε_s表示总的发射能量，M表示码流个数。 

在接收端使用最小均方差MMSE(Minimum Mean Square Error)接收机对接收信号y进行译码：