[发明专利]一种利用时域预编码器的LTE系统及预编码方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及无线通信领域，尤其是关于3GPP LTE系统的带宽效率的问题。

背景技术

3GPP的LTE(Long Term Evolution，长期演进)项目是3G的演进，采用了OFDM和MIMO等新技术，改进并增强了包括WCDMA和TD-SCDMA等3G的空中接入技术，在20MHz频谱带宽下能够提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善了小区边缘用户的性能，提高小区容量和降低系统延迟。

对于移动通信系统来说，其所使用的无线信道通常都是多径时变衰落信道，无线多径信道会使通过它的信号出现多径时延，这种多径时延如果扩展到下一个符号，就会造成符号间串扰ISI，严重影响数字信号的传输质量。目前，在基于OFDM的新一代移动通信系统(如LTE系统)中，其解决办法是在输入端通过插入保护间隔，即循环前缀(CP)。这样，既可有效降低符号间的干扰，又可将线性卷积转换为循环卷积，简化了信道的卷积运算，在接收端可以使用简单的单抽头(1-Tap)均衡。

在使用循环前缀的OFDM系统(CP-OFDM)中，包含了IDFT、加循环前缀CP和串并转换三个过程，

众所周知，移动通信中的无线信道是时变信道，在OFDM系统输入端插入循环前缀(CP)来有效降低符号间的干扰ISI和信道间干扰ICI是通常的做法，同时还可以将线性卷积转换为循环卷积。但是，CP的长度一般都要大于无线信道的最大时延扩展，这就意味着引入了L个时域的抽样，带宽效率就下降为(N)/(N+L)，当L较大时，带宽效率的下降很明显，比如采用长CP的LTE系统带宽效率仅为80％。

为了解决上述使用了CP的OFDM系统的带宽效率的问题，本发明为OFDM系统设计一种新的预编码，利用该预编码取代CP，可以将线性卷积转变成循环卷积的目的，在接收端仅仅需要一个简单的一阶(1-tap)均衡器，就可以完全的消除ICI和ISI。这样，不需要发送CP信号，消除了冗余，带宽效率大大提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有OFDM无线通信系统在抑制符号间串扰时，需要传输较长的循环前缀(CP)，造成降低带宽效率的问题，设计一种利用时域预编码器提高带宽效率的LTE系统。

本发明解决上述技术问题的技术方案是，在OFDM系统发送端增加预编码模块，将线性卷积转变成循环卷积，在接收端仅仅需要一个简单的一阶(1-tap)均衡器，就可以完全的消除ICI和ISI。这样，不需要发送CP信号，消除了冗余，带宽效率大大提高。具体包括，利用TD-LTE系统发送端已知信道信息，构建发送端调制矩阵，根据记忆特性和符号反馈，设计TDP预编码模块。在TD-LTE链路中增加TDP预编码模块，消除ICI和ISI，极大地改进了TD-LTE系统的带宽利用效率。

在增加反馈信道后，该预编码模块也可以应用到FDD-LTE系统提高带宽效率。

一种利用时域预编码器提高带宽效率的LTE系统，资源要素映射模块将发送端数据X(k)映射到资源块的每个资源要素中，逆变换模块对映射数据进行离散傅里叶逆变换，得到时域信号x(k)，预编码模块对x(k)进行时域预编码，生成预编码信号q(k)，并/串转换模块对信号q(k)作并/串转换，获得串行数据流，通过信道发送到接收端，接收端收到数据为r(k)作串/并转换，一阶均衡器对接收到的并行数据流y(k)进行一阶均衡得到均衡信号Y(k)，傅立叶变换器对均衡信号Y(k)作离散傅立叶变换恢复出原始数据