[发明专利]多输入多输出系统中子载波的合并预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种移动通信技术领域的方法，具体是一种多输入多输出系统中子载波 的合并预处理方法。

背景技术

新一代的移动通信系统中广泛采用了MIMO(Multi-Input Multi-Output，多输入多输出) 技术。而预处理技术则是实现闭环多输入多输出，提高系统性能的一个必要环节。当多输入多 输出系统中有N_T根发射天线和N_R根接收天线，待发射数据有K个数据流(K≤N_T)要发送 出去时，则发射数据x需要先和一个预处理矩阵W相乘来映射到N_T根发射天线上，然后再发 射出去。为了提高系能，预处理矩阵W需要根据系统的信道信息来设计。在频分双工系统中， 由于信道不具有互易性，所以预处理矩阵W一般由接收端确定，并反馈给发射端。

对于多载波通信系统，如正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing， OFDM)系统，每个子载波上信道信息都不一样，即每个子载波都需要反馈一次预处理信息，而 这需要占用大量的反馈带宽。因此在实际系统中，需要对多个子载波进行合并预处理来降低反 馈带宽。通常的做法是连续的L个子载波采用同一个矩阵来做预处理，也就是每L个子载波只 反馈1次预处理信息。

经过对现有文献的检索发现，中国专利申请号为：200810116917.2，名称为：多输入多 输出系统中选取预编码矩阵的方法、设备和系统，该技术给出了三种方法：第一种方法是直接 反馈这L个子载波中的第一个子载波对应的预处理矩阵，第二种方法是求出每个子载波上的预 处理矩阵，然后选择出现次数最多预处理矩阵，第三种方法是求出每个子载波上的预期预处理 矩阵，然后从码本中选出一个与L个预期预处理矩阵欧式距离之和最小的预处理矩阵，但是上 述三种方法具有以下缺陷：第一种方法不能很好的反映L个子载波的特性，因此会降低系统的 系能；第二种需要计算L次预处理矩阵，计算复杂度非常高，是第一种方法的L倍；第三种方 法需要计算L次预期矩阵，并遍历码本中每个矩阵与L个预期矩阵的欧式距离总和，计算更为 复杂。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种多输入多输出系统中子载波 的合并预处理方法。本发明首先对多个子载波求出平均信道信息，然后根据平均信道信息得到 预处理矩阵，实现了在不降低系统性能的前提下减少多输入多输出系统中多个子载波合并预处 理的复杂度。

本发明是通过以下技术方案实现的，包括以下步骤：

步骤一，接收端对接收到的导频数据进行信道估计处理，得到当前时刻每个子载波处的 信道信息，每个信道信息是一个N_R×N_T的复数矩阵，其中：N_T是发射天线的数目，N_R是接 收天线的数目。

所述的信道估计处理是：首先在导频子载波处采用最小二乘法(Least Square，LS)求 出信道估计值，然后在频域采用线性最小均方误差(Linear Minimum Mean Square Error，LMMSE) 方法内插出数据子载波处的信道估计值，最后在时域采用线性内插得到所有数据子载波处的信 道估计值。

步骤二，对第1个子载波到第L个子载波的信道信息取平均，得到第1个子载波到第L个 子载波的平均信道信息H_avg。

所述的平均信道信息H_avg是第1个子载波到第L个子载波的信道信息的算术平均值，或者 是这L个子载波中导频点上的信道信息的算术平均值。

步骤三，根据平均信道信息H_avg的秩l的大小，确定发送数据x的层数K，其中：l＞1时， K＝2；否则，K＝1。

步骤四，从现有的通信标准中选择任意一个预处理矩阵码本，对该码本中每个行数为N_T、 列数为K的预处理矩阵进行等效分解处理，得到该码本中每个行数为N_T、列数为K的预处理 矩阵的权重系数。

所述的等效分解处理，具体过程是：

1)W_i和H_avg组成等效信道H_effi，具体公式为：