[发明专利]一种MIMO系统的预编码方法

权利要求书

1.一种MIMO系统的预编码方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：信道探测，显式反馈信道状态信息，获取信道矩阵H；

步骤2：对信道矩阵H进行分块零化，得到准对角矩阵X和分块初等列变换矩阵Q；

步骤3：对准对角矩阵X进行分块奇异值分解，得到酉矩阵V；

步骤4：根据矩阵Q和矩阵V，得到预编码矩阵W，进行预编码；

其中，所述步骤2中得到准对角矩阵X和分块初等列变换矩阵Q的方法为：

步骤21：对信道矩阵H以2×2分块方式进行分块，得到4个2×2子块矩阵A、B、C、D，表示为：

步骤22：对分块后的信道矩阵H进行分块初等行变换和分块初等列变换，使得信道矩阵H变为准对角矩阵形式，准对角矩阵记为X，表示为：

其中，X₁、X₂均为2×2矩阵；相应的分块初等行变换矩阵和分块初等列变换矩阵分别记为P和Q，其中H、X、P、Q都以子块矩阵A、B、C、D为元素表示，且四者之间满足关系H＝PXQ；

所述步骤4进行预编码的方法为：

步骤41：利用步骤2中获得的分块初等列变换矩阵Q和步骤3中获得的酉矩阵V结合公式W＝QV得到系统的预编码矩阵W；

步骤42：根据4路发送信号的数据字段组成的向量a＝[a₁ a₂ a₃ a₄]^T和步骤41中得到的W，结合公式x＝Wa完成预编码过程；其中，x为预编码后的结果，由4根天线发射出去。

2.根据权利要求1所述MIMO系统的预编码方法，其特征在于：所述步骤1中获取信道矩阵H的方法为：

步骤11：MIMO系统发射端通过4根天线发送一个空数据分组帧；

步骤12：接收端将接收信号同步后进行信道估计，得到并反馈信道矩阵H，包括如下步骤：

步骤121：采用差分延时相关符号同步方法获取NDP帧开始位置信息，延时后得到VHT-LTF起始位置；

步骤122：经过离散傅里叶变换将分组转换到频域后，根据VHT-LTF字段通过最小方差算法计算出信道矩阵H，并反馈给发射端，信道矩阵H为4阶复矩阵,同时，信道矩阵H为4阶方阵。

3.根据权利要求1所述MIMO系统的预编码方法，其特征在于：所述步骤3中得到酉矩阵V的方法为：

步骤31：采用基于厄米特矩阵的双边雅可比方法，对准对角矩阵X的子块矩阵X₁、X₂分别进行2×2的SVD分解，得到矩阵U₁、S₁、V₁和U₂、S₂、V₂，矩阵U₁、S₁、V₁和U₂、S₂、V₂均为2×2矩阵，且与X₁、X₂满足X₁＝U₁S₁V₁^H和X₂＝U₂S₂V₂^H的关系；

步骤32：根据矩阵U₁、U₂、S₁、S₂、V₁、V₂和分块原理得到四阶矩阵U、S、V，使得它们满足X的SVD分解关系式X＝USV^H。