[发明专利]一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置及方法

权利要求书

1.一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置，其特征在于，包括设置在MIMO多径系统中的数字信号调制模块、发送端取模模块、反馈模块、信号预编码模块、等效信道模块、信号接收处理模块、信道接收处理模块、接收端取模模块、数字信号解调模块、判决模块，其中：

数字信号调制模块：用于使原始发送数字信号变换成适合在信道中传输的传输信号，并且使信号具有更好的抗干扰性能，更强的抗信道损耗，以及更好的安全性；

发送端取模模块：用于对数字调制模块的输出数据取模，限制反馈操作带来的功率增加，保证传输数据经反馈模块后所得信号的功率不变；

反馈模块：用于对发送端取模模块的输出信号进行反馈操作，反馈给发送端取模模块，直到所有经过数字调制模块的发送数据进行了取模和反馈操作，消除目标数据流来自前面发送的数据流之间的干扰；

信号预编码模块：用于对反馈模块输出的发送信号在发送端进行预处理，降低多天线系统中接收端的设备复杂度；

等效信道模块：用于信号预处理过的信号传输，包含了MIMO多径信道的时延信息、多径信息和信道自身的信道噪声；

信号接收处理模块：用于对经过等效信道模块的接收信号进行信号处理，和信号预编码模块对应，共同组成了信号处理的方法；

信道接收处理模块：用于对信号接收处理的信号进行信号处理，和等效信道模块对应，至此消除了ISI、MUI和多径干扰；

接收端取模模块：用于对信道接收矩阵模块的输出数据取模，抵消发送端取模模块中为了控制功率进行的取模操作带来的干扰信号；

数字信号解调模块：用于解调接收端取模模块的输出信号，把接收端取模模块的输出信号恢复成未经数字调制模块的二进制数据；

判决模块：用于对数字解调模块输出的信号与预设门限进行比较，得到经过MIMO多径信道传输的无ISI、MUI和多径干扰接收信号。

2.如权利要求1所述的一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置，其特征在于，所述的等效信道模块，包括信道信息预处理模块、MIMO多径信道模块、转置模块、信道信息接收处理模块、转置模块，其中所述信道信息预处理模块对实际的信道参数进行预处理，MIMO多径信道模块包含信道噪声，到达此模块前的传输信号得到通过MIMO多径信道的接收信号，转置模块将接收信号进行转置，信道信息接收处理模块对转置后的接收信号进行信号的行列变换，转置模块将经过信道信息接收处理模块的信号进行转置。

3.如权利要求1所述的一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置，其特征在于所述预编码装置的预编码方法包括如下步骤：

步骤1)发射端发送数据：

发射端随机发送几串原始并行数据流；

步骤2)对发送的数据流进行数字信号调制：

数字信号调制模块对不适合在信道中传输的原始数据流进行数字信号调制，得到适合在信道中传输的调制信号；

步骤3)设定参数：

根据MIMO多径信道的特性，具体包括多径数、每一条多径的时延、MIMO系统的发送端天线数、接收端天线数，得到实际的信道模型，并结合多径信道的特性，构造出信道预处理矩阵；

步骤4)根据等效信道参数进行预编码技术处理：

将构造出的信道预处理矩阵和实际的信道参数矩阵相乘，得到等效信道矩阵；对等效信道矩阵进行THP预编码操作，得到THP预编码技术中用到的反馈矩阵、预编码矩阵、接收矩阵，分别构成了一种抗ISI、MUI、多径干扰的预编码装置的反馈模块、信号预编码模块、信号接收处理模块；

步骤5)对经过反馈模块后的信号进行求模操作：

根据调制信号的星座图，得到取模运算的参数，对反馈信号进行发送端取模操作限制反馈操作带来的功率增加，保证信号的功率不变；

步骤6)对发送端取模模块后的信号进行反馈操作：

反馈模块对发送端求模后的信号进行信号矩阵的线性变换，根据预编码技术得到反馈模块的具体参数设置，消除目标数据流信号来自前面数据流信号的干扰；

步骤7)对反馈模块后的信号进行信号预编码操作：

信号预编码模块在发送端对信号进行线性变换，让预处理过的信号进入MIMO多径信道；

步骤8)让经过信号预编码处理后的信号通过等效信道矩阵；

步骤8a)对MIMO多径信道信息进行分析：

根据MIMO多径信道的信道信息，包括多径数、每一条多径的时延、MIMO系统的发送端天线数、接收端天线数，得到对信道进行预处理的具体参数；

步骤8b)对经过预编码后的数据进行数据尾部加0操作：

对进入等效信道矩阵的信号尾部加0，让数据经过MIMO多径信道不同径的时延没有信息损失；

步骤8c)经过信道预处理后的信号进入信道，受到信道噪声的干扰：

信号通过MIMO多径信道，在通过信道过程中，受到信道高斯白噪声的干扰，输出了经过信道的接收信号；

步骤9)对经过等效矩阵传输的信号进行预编码技术接收端处理：

根据对等效信道参数进行THP预编码技术处理得到的信号接收模块的参数，对经过等效矩阵传输的信号进行线性变换，得到消除了多径信道带来的部分干扰，输出经过信号接收模块的接收信号；

步骤10)对经过信号接收模块的信号进行信道接收处理：

根据信道接收处理模块的具体参数设置得到信道接收处理模块的具体参数设置，然后对经过信道接收处理模块的信号进行线性变换；

步骤11)对经过信道接收处理模块的信号进行取模操作：

根据信号的调制方式，得到取模操作的参数设置，然后根据具体的取模方法，对每一数据流的信号逐步取模值，抵消发送端取模模块带来的干扰信号；

步骤12)对经过发送端取模模块的信号进行数字解调操作：

把经过调制后接收端取模模块的信号恢复成原始发送信号的信号状态；

步骤13)对解调后的信号进行判决操作：

对数字信号解调模块输出的信号与预设门限进行比较，得到经过MIMO多径信道传输的无ISI、MUI和多径干扰原始接收信号。