閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法和系統的製作方法
2023-10-06 13:12:54
專利名稱：閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法和系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及通訊領域，特別涉及一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法和系統。
背景技術：
多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，ΜΙΜΟ)是實現無線數據系統所需高速數據速率的重要技術之一。數據流可通過MIMO方式進行傳輸，從而增加系統的吞吐量。目前，大多數3G和4G無線標準如全球微波接入互通技術(World interoperability for Microwave Access， WiMAX)、石馬^入(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access, TD-SCDMA)和長期演進技術(Long TermEvolution, LTE) 等都採用了 ΜΙΜΟ方式。ΜΙΜΟ系統的發射方案主要分為開環ΜΙΜΟ系統和閉環ΜΙΜΟ系統兩種類型。閉環 MIMO系統在接收端將信道信息反饋給發射端，然後對傳輸數據進行預編碼、波束成形等操作。而開環MIMO系統的接收端和發射端不會進行往復通信，無法充分利用信道信息。在信道變化較慢的場合，需要閉環預編碼MIMO系統利用反饋的信道信息來提升系統性能。由於反饋鏈路佔用系統開銷，在實際系統中，一般採用部分反饋技術，在手機和基站之間分配一個有限的反饋信道，反饋信道的重要信息，實現復用技術。為了減小反向鏈路信令開銷，降低預編碼系統的反饋信息量，LTE系統採用基於碼本的預編碼技術提升系統的頻譜效率。對於LTE閉環MIMO系統，協議給出了預編碼矩陣和相應的索引值，接收端根據一定準則選取最優的預編碼矩陣，並將預編碼矩陣索引值(Precoding Matrix Indicator,PMI)反饋到發射端，發射端根據PMI獲取預編碼矩陣，再對發射信號進行預編碼處理。現有閉環MIMO系統中的PMI估計準則有均方誤差矩陣的跡最小準則、信道容量最大的準則、最優誤比特率(Bit Error Rate, BER)選取準則等等。均方誤差矩陣的跡最小準則在滿秩情況下閉環相對於開環增益不大；信道容量最大準則實際上達不到計算出的理論信道容量，誤幀率(FrameError Rate, FER)性能沒有增益；而最優誤比特率選取準則與吞吐量最大準則等效，其不足之處在於其計算公式是在大量假設前提下得到的。可見，現有的預編碼矩陣的選取方法存在不足。
發明內容
本發明提供了一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，可選出合適的預編碼矩陣。本發明採用了如下技術方案一方面，本發明公開了一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，所述方法包含以下步驟A、遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；B、根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。上述閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法中，所述步驟B具體為Bi、根據CINR-MCSinit映射關係表，將載波幹擾噪聲比CINR的值映射為調製編碼方式初始值MCSinit，並進行篩選；B2、計算篩選出來的調製編碼方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；B3、用修正值AMCS對調製編碼方式初始值MCSinit進行修正，得到調製編碼方式值 MCS ；B4、計算調製編碼方式值MCS的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。上述閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法中，所述步驟B4之後還包括上報所述頻譜效率最大的預編碼矩陣對應的信道質量指示CQI和預編碼矩陣索引PMI。上述閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法中，所述步驟Bl中，篩選調製編碼方式初始值MCSinit按如下方式進行如果映射後的調製編碼方式初始值MCSinit相同，則任取其中一個；如果映射後的調製編碼方式初始值MCSinit不同，則按如下方式進行篩選單數據流情況下取對應的CINR值高的調製編碼方式初始值MCSinit ；雙數據流情況下取對應的CINR值之和高的調製編碼方式初始值MCSinit，如果對應的CINR值之和相等，則取對應的CINR值差異小的調製編碼方式初始值MCSinit。上述閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法中，所述步驟B2中，獲取修正值AMCS按如下方式進行B21、確定AMCS的初始值、AMCS最大值、AMCS最小值、BLER上限值和BLER下限值，；B22、如果BLER連續N次低於下限值，則AMCS加1，但AMCS不超過最大值；如果 BLER連續N次高於上限值，則AMCS減1，但AMCS不小於AMCS最小值；其他情況AMCS 保持不變。上述閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法中，所述步驟B3中，計算修正後的調製編碼方式值MCS按如下方式進行將AMCS與調製編碼方式初始值MCSinit相加。另一方面，本發明還公開了一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統，包括CINR計算模塊和MCS計算模塊，所述CINR計算模塊用於遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；所述MCS計算模塊用於根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。本發明公開的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統中，所述MCS計算模塊包括映射篩選子模塊、AMCS計算子模塊、修正子模塊和選取子模塊，所述映射篩選子模塊用於根據CINR-MCSinit映射關係表，將載波幹擾噪聲比CINR的值映射為調製編碼方式初始值MCSinit，並進行篩選；所述AMCS計算子模塊用於計算篩選出來的調製編碼方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；所述修正子模塊用於用修正值AMCS對調製編碼方式初始值MCSinit進行修正，得到調製編碼方式值MCS ；所述選取子模塊用於計算調製編碼方式值MCS對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。
本發明公開的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統中，還包括上報子模塊，用於上報頻譜效率最大的預編碼矩陣對應的信道質量指示CQI和預編碼矩陣索引 PMI。本發明公開的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統中，所述篩選子模塊還用於若映射後的調製編碼方式初始值MCSinit相同，則任取其中一個；所述篩選子模塊還用於若映射後的調製編碼方式初始值MCSinit不同，則單數據流情況下取對應的CINR值高的調製編碼方式初始值MCSinit，雙數據流情況下取對應的 CINR值之和高的調製編碼方式初始值MCSinit，如果對應的CINR值之和相等，則取對應的 CINR值差異小的調製編碼方式初始值MCSinit。與現有技術相比，本發明的有益效果在於本發明通過計算預編碼矩陣的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值 MCS，計算對應的頻譜效率，從而選出合適的預編碼矩陣，將該預編碼矩陣用於閉環多輸入多輸出系統中後，可提高信道質量，在信道變化較慢情況下提高閉環復用系統的吞吐量，提高增益，同時本發明的方法避免計算了在大量假設前提下得到的BER公式，降低了運算的複雜度。
圖1示例性地描述了本發明選取預編碼矩陣的流程圖；圖2示例性地描述了本發明的系統圖。
具體實施例方式下面對照附圖並結合具體實施方式
對本發明進行進一步詳細說明。本發明公開了一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，包含以下步驟A、遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；B、根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。實施例一如圖1所示，本發明一個實施例的兩收兩發的閉環多輸入多輸出系統，碼流個數為2，預編碼矩陣的選取方法包含以下步驟步驟101，遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的CINR的值。計算CINR按如下公式進行 CINRI (GHW)ii I2
' -^1(^), P ^2Zl(G)y I'其中，對於最小均方誤差接收機匪SE，G = (ffHHHHW+Rn) -1WhHh ；H表示信道矩陣，通過信道估計獲取；W為預編碼矩陣，從長期演進技術LTE協議中的碼本得到，即*
PMIl =2
和 _-
11 1 一
11 11
權利要求
1.一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，包含以下步驟A、遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；B、根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。
2.如權利要求1所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，所述步驟B具體為Bi、根據CINR-MCSinit映射關係表，將載波幹擾噪聲比CINR的值映射為調製編碼方式初始值MCSinit，並進行篩選；B2、計算篩選出來的調製編碼方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；B3、用修正值AMCS對調製編碼方式初始值MCSinit進行修正，得到調製編碼方式值MCS ；B4、計算調製編碼方式值MCS的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。
3.如權利要求2所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，所述步驟B4之後還包括上報所述頻譜效率最大的預編碼矩陣對應的信道質量指示 CQI和預編碼矩陣索引PMI。
4.如權利要求3所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，所述步驟Bl中，篩選調製編碼方式初始值MCSinit按如下方式進行如果映射後的調製編碼方式初始值MCSinit相同，則任取其中一個； 如果映射後的調製編碼方式初始值MCSinit不同，則按如下方式進行篩選 單數據流情況下取對應的CINR值高的調製編碼方式初始值MCSinit ； 雙數據流情況下取對應的CINR值之和高的調製編碼方式初始值MCSinit，如果對應的 CINR值之和相等，則取對應的CINR值差異小的調製編碼方式初始值MCSinit。
5.如權利要求4所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，所述步驟B2中，獲取修正值AMCS按如下方式進行B21、確定AMCS的初始值、AMCS最大值、AMCS最小值、BLER上限值和BLER下限值，； B22、如果BLER連續N次低於下限值，則AMCS加1，但AMCS不超過最大值；如果BLER 連續N次高於上限值，則AMCS減1，但AMCS不小於AMCS最小值；其他情況AMCS保持不變。
6.如權利要求5所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，其特徵在於，所述步驟B3中，計算修正後的調製編碼方式值MCS按如下方式進行將AMCS與調製編碼方式初始值MCSinit相加。
7.—種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統，其特徵在於，包括CINR計算模塊和MCS計算模塊，所述CINR計算模塊用於遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；所述MCS計算模塊用於根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR 的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。
8.如權利要求7所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統，其特徵在於，所述MCS計算模塊包括映射篩選子模塊、AMCS計算子模塊、修正子模塊和選取子模塊， 所述映射篩選子模塊用於根據CINR-MCSinit映射關係表，將載波幹擾噪聲比CINR的值映射為調製編碼方式初始值MCSinit，並進行篩選；所述AMCS計算子模塊用於計算篩選出來的調製編碼方式初始值MCSinit的修正值AMCS ；所述修正子模塊用於用修正值AMCS對調製編碼方式初始值MCSinit進行修正，得到調製編碼方式值MCS;所述選取子模塊用於計算調製編碼方式值MCS對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。
9.如權利要求8所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統，其特徵在於，還包括上報子模塊，用於上報頻譜效率最大的預編碼矩陣對應的信道質量指示CQI和預編碼矩陣索引PMI。
10.如權利要求9所述的閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取系統，其特徵在於，所述篩選子模塊還用於若映射後的調製編碼方式初始值MCSinit相同，則任取其中一個；所述篩選子模塊還用於若映射後的調製編碼方式初始值MCSinit不同，則單數據流情況下取對應的CINR值高的調製編碼方式初始值MCSinit，雙數據流情況下取對應的CINR值之和高的調製編碼方式初始值MCSinit，如果對應的CINR值之和相等，則取對應的CINR值差異小的調製編碼方式初始值MCSinit。
全文摘要
本發明公開了一種閉環多輸入多輸出系統中預編碼矩陣的選取方法，方法包含以下步驟遍歷所有預編碼矩陣，分別計算其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值；根據所述其對應的載波幹擾噪聲比CINR的值，得到調製編碼方式值MCS，計算其對應的頻譜效率，選擇頻譜效率最大的預編碼矩陣。將本發明應用於閉環多輸入多輸出系統中，可提高信道質量，提高閉環復用系統的吞吐量，提高增益。
文檔編號H04L1/00GK102201886SQ20101013421
公開日2011年9月28日 申請日期2010年3月22日 優先權日2010年3月22日
發明者姚春峰, 張娟, 焦麗 申請人:中興通訊股份有限公司