[发明专利]一种用于非线性预编码的天线选择方法

说明书

本发明属于无线通信技术领域，具体的说是一种用于非线性预编码的天线选择方法。本发明基本思想是：根据信道状态信息和天线选择算法为发射端选择出最优的天线子集，构造出性能较好的信道矩阵进行通信。本发明的有益效果是：在不增加发射机负荷前提下，提升系统误码率性能。

技术领域

本发明属于无线通信技术领域，具体涉及一种基于TH(Tomlinson-Harashima)非线性预 编码的天线选择方法。

背景技术

多输入多输出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)技术是一种无线通信系统结构，其指在 发射端和接收端配置多个天线进行通信。相较于传统的SISO(Single-InputSingle-Output)系 统，MIMO系统有着卓越的性能优势，可以用于提高通信可靠性，也可以用于提高频谱利用 率，这使得它成为了无线通信研究领域的热点。而预编码则是一种在发射端利用信道信息对 发射信号进行预处理的技术。基于不同的信道信息(完美信道信息，有误差信道信息，部分 信道信息，统计信道信息等)，将现有的预编码技术可以抽象的分为线性预编码和非线性预编 码。

其中的非线性预编码是指在预编码中引入了非线性操作，如模代数求余运算、反馈滤波、 格搜索等。现有的非线性预编码主要有脏纸编码、矢量扰动、模代数预编码等等。根据之前 的研究发现，非线性预编码的性能优于传统线性预编码性能，但方案可进一步结合发送天线 选择技术，提高系统的传输质量。

发明内容

本发明的目的在于，基于非线性预编码THP结合发送天线选择技术，进一步提高系统的 传输质量。发射天线选择的基本思想是：根据信道状态信息和天线选择算法为发射端选择出 最优的天线子集，构造出性能较好的信道矩阵进行通信。

多用户MIMO的THP的基本算法框图如图1所示，其中，发送端包含求模运算、反馈矩阵B和前馈矩阵F。接收端包括加权矩阵G和求模运算。

在发射端，二进制发送数据经过调制后得到数据向量s，s的每一个元素都属于M-QAM 星座集合，其星座点集合表示为

整个星座图被约束在一个宽度为的正方形区域之内

数据向量s个元素一次经反馈矩阵预均衡，再由取模运算后得到符号向量x。

由于反馈矩阵B的三角结构，天线上传输符号x_k(k＝1,…,K)将从数据符号中连续 产生：

其中取模运算用于限制反馈滤波操作带来的功率增加。变量a的取模运算表示如下

其中表示向下取整，Re(·)表示取实部，Im(·)表示取虚部，A为常数，由调制符号 星座图的大小确定，即

取模操作的实质意义为在x_k的实部和虚部分别加上一个整数倍的数，即发送符号 变为：

其中，使其每一个元素都约束在一个长为的 区间内，即

通过式(4)可以看出，反馈模块是将等效数据传递给B^-1，而不是s_k。更一般的说，初始信号的星座集A被拓展成周期的，即有效的发送数据符号将从拓展星座集合中选取。

式(4)可以进一步表示为：

发送端通过取模操作与反馈操作，由式(5)可知，天线上的传输数据为：

x＝B^-1v (6)

符号向量x与前馈矩阵F相乘，得到发送向量