[发明专利]一种基于水银注水的MIMO系统发射端预编码方法

说明书

本发明公开了一种基于水银注水的MIMO系统发射端预编码方法，包括如下步骤：S1采用SVD技术对信道矩阵进行分解，得到N个平行子信道，S2根据水银注水法针对第i个子信道的信噪比γ_i来进行功率分配，得到功率分配矩阵Σ_MWF，S3根据调制分集星座图旋转方法构造一个调制分集酉矩阵V_M以减少星座点重叠，S4将S1中的原始预编码矩阵V_H与S2中矩阵Σ_MWF及S3中矩阵V_M的乘积作为发射端预编码矩阵，即G＝V_HΣ_MWFV_M，得到本发明的预编码方法，并利用该矩阵发射信号。本发明减小预编码的计算时间开销，提高信道互信息，满足实际应用需求。

技术领域

本发明涉及无线通信技术领域，具体涉及一种基于水银注水的MIMO系统发射端预编码方法。

背景技术

多天线技术是指在无线通信的发射端或接收端采用多副天线，同时结合先进的信号处理技术实现的一种综合技术。如果在发射端和接收端同时采用多副天线，则称为多输入多输出技术(MIMO,Multiple Input Multiple Output)。MIMO是无线通信领域智能天线技术的重大突破，其能在不增加带宽的前提下，利用空时分组码与空间复用码技术成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率。

MIMO系统发射端预编码技术需要发射端准确获得信道状态信息(CSI,ChannelSide Information)。对于慢变信道，如无线局域网(WLAN,Wireless Local Area Network)的发射端可通过反馈或时分双工(TDD,Time Division Duplex)对称原则获得CSI。实际上，在3G标准WCDMA中，发射端信道状态信息(CSIT,Chanel Side Information At TheTransmitter)与接收端信道状态信息(CSIR,Chanel Side Information At TheReceiver)均可在闭环分集或发送自适应阵列技术中获得。基于此基础，发射端预编码技术得到了飞速发展。基于不同的设计标准，预编码技术也不同。例如，最小均方误差准则(MMSE)、最大信噪比准则(SNR)、最大互信息准则(MI)，或者最小误码率准则(BER)等。预编码技术根据发射端的预处理方式，可分为线性预编码与非线性预编码。众所周知的是奇异值分解(SVD,Singular Value Decomposition)预编码技术，它通过将MIMO信道分解成等效平行子信道，并且通过发射端的功率分配技术以达到系统的最大信道容量。

目前SVD预编码技术存在着几种方法，分别是信道对角化预编码(CD,ChannelDiagonalization Precoder)、经典注水预编码(CWF,Classic Water-filling Precoder)、水银注水预编码(MWF,Murcury Water-filling Precoder)、最大分集预编码(MD,MaxDiversity Precoder)、基于调制分集的穷举预编码(MDE,odulation Diversity-Exhaustive Precoder)，还有最优预编码(OP,Optimal Precoder)等等。然而这几种预编码方法都有不足之处，例如信道对角化、经典注水、水银注水和最大分集预编码虽然计算时间开销小但达到的信道互信息也小，难以满足实际应用需求；基于调制分集的穷举预编码和最优预编码虽然达到的互信息大但计算时间开销也大，在实际应用中难以实现。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本发明提供一种基于水银注水的MIMO发射端预编码方法。

本发明采用如下技术方案：

一种基于水银注水的MIMO系统发射端预编码方法，包括如下步骤：