[发明专利]有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制装置及方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制装置及方法。

背景技术：

在通信中进行发射端自适应传输时，需要进行信道状态信息(Channel State Information(CSI))的反馈，因此需要反馈的CSI数据量较大，可以使用有限反馈来降低反馈比特数，提高反向信道利用率。有限反馈的效果好坏与发射两端所采用自适应调制方案密切相关，所以如何与有限反馈相结合设计自适应调制很关键。

现有技术中基于格拉斯曼空间装箱的码本设计方法来实现多天线通信系统的波束成形。该方法假设接收端具有理想的CSI, 即：接收端已知理想的信道冲击响应。首先利用格拉斯曼装箱方法构建波束成形矩阵码本并存储在收发两端；然后接收端根据CSI在码本中选择使接收信噪比最大化的最有波束成形矩阵；最后由发射端将波束成形矩阵的索引反馈到发射端，发射端根据索引在本地码本中找到对应波束成形矩阵。他们证明了多天线无线信道之间如果满足独立复高斯分布，最优波束成形矩阵的码本设计问题可以转化为最优格拉斯曼空间装箱问题，证明了格拉斯曼码本使信噪比的损失最小化，这些码本是量化波束成形矩阵的最优选择。

上述方法的不足之处是：虽然其实现了多天线波束的自适应，使接收信噪比最大化，但是并没有考虑编码调制如何实现，如果没有与之相对应的自适应的编码调制方案，波束成形的优势无法完全发挥出来。

发明内容：

发明的目的是提供一种可以提高通信的稳健性和下行信道频谱资源利用率的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制装置及方法。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种有限反馈多天线正交频分复用OFDM系统自适应编码调制方法，本方法包括五个步骤; 第一步存储编码调制方案集合，第二步进行信道估计，第三步输入多输出MIMO系统均衡和比特错误概率BER估计，第四步反馈信道信息，第五步进行发射端自适应调制。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制方法，所述的存储编码调制方案集合首先确定可选速度等级数目是根据通信系统平均反馈比特数的限制，确定最大允许使用的速率等级的数目q；然后生成码本是通信系统数据离线处理器将码率兼容删除卷积RCPC码与调制方案组合成1-10个编码调制方案，形成一个自适应调制的码本；最后存储码本集合是将选择好的码本分别存储在发射端和接收端的寄存器中。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制方法，所述的进行信道估计首先发射训练序列是发射端向接收端发射训练序列；然后信道估计是接收端信道估计器根据接收到的训练序列分别估计出发射端到接收端的信道响应矩阵，并通过FFT变换获得每个子载波等效MIMO信道矩阵。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制方法，所述的MIMO均衡和BER估计首先根据步骤信道估计得到的信道响应信息，采用最小均方误差MMSE均衡器，计算每个子信道的信干比；然后接收机在接收端码本寄存器中根据码字等级由高到低，分别计算其可达的误码率BER，直到找到满足BER条件的码字或到达最低等级的码字为止。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制方法，所述的反馈信道信息首先接收机找到所选择码字在码本中对应的索引；然后接收机将码字索引反馈到发射端。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制方法，所述的进行发射端自适应调制首先搜索码字是发射机按照接收端反馈的码字索引号，在发射机寄存器的码本中搜索对应的码字；然后编码调制是发射机使用搜索码字中搜索出的码字中给出的RCPC码与调制方案组合进行编码调制。

一种有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制装置，其组成包括：发送数据装置，所述的发送数据装置连接存储编码调制方案集合器，所述的存储编码调制方案集合器连接信道估计装置，所述的信道估计装置连接MIMO均衡和BER估计装置，所述的MIMO均衡和BER估计装置连接反馈信道信息装置和自适应编码调制器，所述的反馈信道信息装置连接发射端自适应调制器。

所述的有限反馈多天线OFDM系统自适应编码调制装置，所述的存储编码调制方案集合器包括S/P转换器，所述的S/P转换器发射一组数据流给编码器，所述的编码器通过交织器连接调制器。