[发明专利]MIMO慢预编码方法和装置

说明书

技术领域

本发明主要涉及预编码，更具体地来说涉及MIMO无线通信系统中的慢预编码。

背景技术

预编码是一种用于支持MIMO(多输入、多输出)无线电系统中的多层传送的技术。预编码涉及最优地集中传送天线的功率和方向以改善信号质量接收。通过将预滤波器权重与信道和噪声条件匹配能够最优地集中传送天线。以此方式，能够以独立且适合的加权从传送天线发射多个信号流，以便在接收器最大化链路吞吐量。

基于在传送器周期性接收到的信道反馈信息来确定预滤波器权重。在具有n_T个传送天线和n_R个接收天线的预编码的MIMO OFDM(正交频分复用)系统中，输入输出关系能够描述为：

Y(f)＝G(f)W(f)S(f)+N(f)，f∈[1，Nf]    (1)

其中Y(f)是n_R×1接收的信号矢量，G(f)是n_R×n_T信道响应矩阵，W(f)是n_T×N_S预编码矩阵，S(f)是传送的流的N_S×1矢量，N(f)是基于n_R×n_R噪声相关矩阵K_n(f)的n_R×1噪声(包括干扰)矢量，Nf表示OFDM副载波的数量以及N_S表示传送的流的数量。当在传送器可获得理想信道状态信息时获得MIMO系统的最优性能，并且预编码矩阵W(f)基于如下形式的瞬时白化信道相关矩阵H(f)的特征矢量来设计：

H(f)=GH(f)Kn-1(f)G(f)---(2)]]>

其中是噪声相关矩阵K_n(f)的逆。

然而，仅通过由传送器在前向链路上周期性发送的参考信号，信道响应常常对于接收器是已知。接收器观察的信道响应显式地在上行链路(即接收器到传送器)上反馈到传送器。此类信道响应反馈通常包括n_T×n_R×Nf个复信道系数，并且常常消耗很大的上行链路开销，对于具有大频带(即，大数量的Nf个副载波)的LTE(长期演进)OFDM系统尤其如此。而且，闭合回路MIMO系统中的信道响应反馈信息通常在快速衰落速率来改变，这要求更频繁地使用上行链路资源来以及时方式传送信道信息。

一些常规预编码器仅基于长期统计信道信息。这些类型的预编码器通过计算按如下给出的平均白化信道相关矩阵的特征矢量来获得预编码矩阵W(f)：

H~(f)=E{H(f)}---(3)]]>

其中E{·}表示统计平均。将等式(2)代入等式(3)得到矩阵的元素的如下表达式：

其中