[发明专利]大规模MIMO系统中基于双码本的预编码方法

摘要

本发明公开了一种大规模MIMO系统中基于双码本的预编码方法，主要解决现有技术接收端反馈开销大、码本搜索复杂度高的问题。其实现步骤是：1.接收端生成第一码本；2.接收端根据Householder变换生成第二码本；3.接收端选择第一码本最优码字并记录对应的奇异值；4.接收端选择第二码本最优码字并记录对应的奇异值；5.接收端确定最优预编码矩阵及最优预编码矩阵索引信息，并将该最优预编码矩阵索引信息反馈到发射端；6.发射端根据接收端反馈的索引信息选择预编码矩阵，进行预编码。本发明减少了接收端反馈索引信息的开销，降低了码本的搜索复杂度，可用于大规模MIMO无线通信系统。

主权项

1.大规模MIMO系统中基于双码本的预编码方法，包括如下步骤：(1)接收端生成第一码本W₁：(2)接收端根据第一码本生成第二码本W₂：2a)接收端根据Householder变换对第一码本的每一列进行扩展，得到第二码本矩阵W_2n，其中n表示第一码本列的序号，n＝1,…,N，N为第一码本的波束矢量数目；2b)根据第二码本矩阵W_2n最终生成第二码本W₂＝{W_2n}；(3)接收端选择第一码本最优码字：3a)接收端根据最大化最小奇异值选择准则遍历第一码本产生第一码本最优码字U_1p，并将第一码本最优码字U_1p表示为列向量α_l的集合，即U_1p＝[α₁,α₂,…,α_l,…,α_L]，其中α_l为第一码本最优码字的第l列向量，l＝1,…,L，L为空间复用层数；3b)储存第一码本最优码字对应的奇异值λ₁及第一码本最优码字U_1p在第一码本中的索引信息P1；(4)接收端选择第二码本最优码字：4a)接收端根据第一码本最优码字U_1p的第l列向量α_l，找到第l列向量α_l扩展得到的第二码本矩阵W_2k∈W₂，用所有L列向量扩展的得到的第二码本矩阵W_2k组成第二码本矩阵集{W_2k}，其中k表示第一码本最优码字U_1p的第l列向量α_l在第一码本中的序号，k∈1,…,N；4b)接收端每次从第二码本矩阵集{W_2k}的每个第二码本矩阵中各选择一列组成待选码字U₂，用所有选出的待选码字组成待选码字集{U₂}；4c)接收端根据最大化最小奇异值选择准则遍历待选码字集{U₂}产生第二码本最优码字U_2p；4d)储存第二码本最优码字对应的奇异值λ₂及第二码本最优码字U_2p在第二码本中的索引信息P2；(5)接收端比较奇异值大小：接收端将第一码本最优码字对应的奇异值λ₁与第二码本最优码字对应的奇异值λ₂进行比较：若λ₁＞λ₂，则执行步骤(6)，若λ₁＜λ₂，则执行步骤(7)；(6)从第一码本中选择预编码矩阵和索引信息P：选择第一码本最优码字U_1p作为最优预编码矩阵，选择第一码本最优码字U_1p在第一码本中的索引信息P1作为最优预编码矩阵的索引信息P；(7)从第二码本中选择预编码矩阵和索引信息P：选择第二码本最优码字U_2p作为最优预编码矩阵，选择第二码本最优码字U_2p在第二码本中的索引信息P2作为最优预编码矩阵的索引信息P；(8)接收端将最优预编码矩阵索引信息P反馈回发射端；(9)发射端根据最优预编码矩阵索引信息P，在相同的码本中找到对应的预编码矩阵U，用索引信息P对应的预编码矩阵对待发送信息x进行预编码，得到预编码后的发送信息x_t＝Ux。