專利名稱：基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)、發(fā)射方法、及數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及通信領(lǐng)域，尤其涉及基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)、基于預(yù)
編碼的發(fā)射方法、及基于預(yù)編碼的凄t據(jù)傳ilr系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的基于非碼本的預(yù)編碼方法中，一^:先對信道矩陣估文奇異 值分解(SVD分解)，得到左特征酉矩陣U,右特征酉矩陣V,對 角矩陣D。根據(jù)對角矩陣D的維數(shù)和一定的鏈路參數(shù)準(zhǔn)則，確定有 效空間子信道。利用酉矩陣V的列，作為預(yù)編碼矩陣，對巴凄t據(jù)映射 到有效空間子信道上。然后過信道，在接收端利用酉矩陣U的相應(yīng) 列作為解預(yù)編碼矩陣，來解預(yù)編碼?？梢钥闯鰝鹘y(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)，
只是利用了有效空間子信道來傳輸數(shù)據(jù)。而;^欠棄了其它空間子信道。 基于碼本的預(yù)編碼的區(qū)別在于碼本的選擇。
雖然其它空間子信道無法傳輸數(shù)據(jù)，但是我們?nèi)匀豢梢岳闷?中的信息。因?yàn)檎怯捎谄渌有诺郎蟼鬏數(shù)臄?shù)據(jù)淹沒在噪聲里， 所以，我們可以近似的認(rèn)為其中只有噪聲。我們可以利用這些子信 道的噪聲信息，來估計(jì)有效空間子信道的噪聲信息(比如方差)，這 樣來降低了接收機(jī)的噪聲估計(jì)復(fù)雜度，同時(shí)對接收端噪聲估計(jì)的準(zhǔn) 確度影響不大，用于信號(hào)的4企測。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于以上所述的一個(gè)或多個(gè)問題，本發(fā)明提出了基于預(yù)編碼的 發(fā)射機(jī)、基于預(yù)編碼的發(fā)射方法、及基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，
在基于預(yù)編碼的多天線應(yīng)用中，可以采用全v矩陣來估夂預(yù)編碼，在 傳統(tǒng)預(yù)編碼的基礎(chǔ)上，利用非有效空間子信道的噪聲統(tǒng)計(jì)特性對系 統(tǒng)噪聲進(jìn)行估計(jì)并用于干擾抵消，降低了接收機(jī)噪聲估計(jì)復(fù)雜度， 并盡量保證接收機(jī)的噪聲估計(jì)精度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)包括信息獲取 模塊，用于通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N和酉矩陣V; 預(yù)處理才莫塊，用于利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道數(shù)量N對需 要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及數(shù)據(jù)發(fā)送才莫塊，用于將預(yù)編碼后的 數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)。
其中，預(yù)處理模塊進(jìn)行預(yù)編碼包括以下處理預(yù)處理才莫塊利用 酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；預(yù)處理 才莫塊利用酉矩陣V的其他列對第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及預(yù)處 理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
才艮據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法包括步驟 S202，通過信道互異性獲取有效空間子信道lt量N和酉矩陣V;步 驟S204，利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送 的凄t據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及步驟S206，發(fā)送預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
其中，預(yù)編碼的過程包括以下處理利用酉矩陣V的前N列對 需要發(fā)送的N個(gè)婆t據(jù)流進(jìn)4于預(yù)編碼；利用酉矩陣V的其他列對第一 個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后
的凄t據(jù)。根據(jù)本發(fā)明的又一個(gè)方面的基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括 發(fā)射機(jī)，通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N和酉矩陣V, 利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行 預(yù)編碼，并將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)；以及接收機(jī)，用于對 所接收到的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。
其中，發(fā)射機(jī)包括信息獲取模塊，用于通過信道互異性獲取 有效空間子信道^t量N和酉矩陣V;預(yù)處理才莫塊，用于利用整個(gè)酉 矩陣v和有效空間子信道^t量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以 及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)。
其中，預(yù)處理才莫塊進(jìn)4亍預(yù)編碼包括以下處理預(yù)處理才莫塊利用 酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；預(yù)處理 模塊利用酉矩陣V的其他列對第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及預(yù)處 理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
其中，接收機(jī)從接收到的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)獲取非有效空間子信 道的噪聲統(tǒng)計(jì)信息，并利用噪聲統(tǒng)計(jì)信息估計(jì)有效子空間的噪聲統(tǒng) 計(jì)信息。
通過本發(fā)明，在傳統(tǒng)預(yù)編碼的基礎(chǔ)上，利用非有效空間子信道 的噪聲統(tǒng)計(jì)特性對系統(tǒng)噪聲進(jìn)行估計(jì)并用于干擾抵消，降低了接收 機(jī)噪聲估計(jì)復(fù)雜度，并盡量保證接收機(jī)的噪聲估計(jì)精度。


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申 請的一部分，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其i兌明用于解釋本發(fā)明，并 不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)的框
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法的流 程圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 的才醫(yī)圖；以及
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面參考附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)的框 圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)包括 信息獲取模塊102，用于通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量 N和酉矩陣V;預(yù)處理才莫塊104,用于利用整個(gè)酉矩陣V和有效空 間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及l(fā)t據(jù)發(fā)送才莫塊 106，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收^/L。
其中，預(yù)處理才莫塊104進(jìn)行預(yù)編碼包括以下處理預(yù)處理才莫塊 利用酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；預(yù) 處理才莫塊利用酉矩陣V的其他列對第一個(gè)凝:據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及 預(yù)處理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
圖2是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法的流 程圖。如圖2所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法 包括步驟S202,通過信道互異性獲耳又有效空間子信道凄t量N和酉 矩陣V。
步驟S204,利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子4言道數(shù)量N對需 要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
步-驟S206，發(fā)送預(yù)編碼后的婆t才居。
其中，預(yù)編碼的過程包括以下處理利用酉矩陣V的前N列對 需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；利用酉矩陣V的其他列對第一 個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及將所得到的各列^:據(jù)相加得到預(yù)編碼后 的數(shù)據(jù)。
圖3是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng) 的框圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳 輸系統(tǒng)包括發(fā)射才幾302,通過信道互異性獲耳又有效空間子信道凌史 量N和酉矩陣V,利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道凄史量N對 需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，并將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收才幾； 以及接收機(jī)304,用于對所接收到的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。
其中，發(fā)射機(jī)302包括信息獲取才莫塊，用于通過信道互異性 獲耳又有效空間子信道數(shù)量N和酉矩陣V;預(yù)處理模塊，用于利用整 個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的凄t據(jù)進(jìn)行預(yù)編 碼；以及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)。
其中，預(yù)處理才莫塊進(jìn)4于預(yù)編碼包括以下處理預(yù)處理才莫塊利用 酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；預(yù)處理 才莫塊利用酉矩陣V的其他列對第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及預(yù)處 理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。其中，接收機(jī)從接收到的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)獲取非有效空間子信 道的噪聲統(tǒng)計(jì)信息，并利用噪聲統(tǒng)計(jì)信息估計(jì)有效子空間的噪聲統(tǒng)
計(jì)信息。
在根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例中，假設(shè)發(fā)射天線數(shù)為tv,,接收天 線數(shù)為，空間有效子信道數(shù)為7v、,一 。
常頭見的預(yù)編碼在對^t據(jù)處理時(shí)，對信道SVD分解，得到酉矩陣
v,耳又v的前^v 歹'J。這樣就對巴4寺傳凄史才居映射到；v 個(gè)有步文空間
子信道上，在4姿收端用相應(yīng)的U矩陣解預(yù)編碼，即可。
改進(jìn)的發(fā)射機(jī)方案中，大體結(jié)構(gòu)沒有變化，只是在把待傳數(shù)據(jù) 映射到空間子信道上時(shí)進(jìn)行了變化。在對信道SVD分解后，對數(shù)據(jù) 處理時(shí)，^吏用整個(gè)V矩陣。
下面舉例iJt明，四發(fā)四收的天線配置，有歲文空間子4言道凄t為2。 信道矩陣為//4x4, SVD分解后得到對角陣^^2矩陣「^4和矩陣 7^ 。 滿足
〃"x /7 x]7" = "2x2 ( 1 )
4x4U 4x4 r 4x4^ ^ 、 i /
52)<1為兩流數(shù)據(jù)，用&(/ = 1，2)分別表示^2)<|的兩流數(shù)據(jù)，用 ^(/ = 1,2，3,4)表示|/4)<4的第〖列。
下面對待發(fā)數(shù)據(jù)處理，；^,為預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)，貝'J L = & xv, xv2 xv3 xv4( 2 )
凡x,為接收到的數(shù)據(jù)凡xi = //4" x]r4xi +774xi ( 3 )
解預(yù)編碼，Dw為解預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)
展開后得到，其中兒(,'=1,2，3,4)表示/^4的四個(gè)特征值,
— W4 —
我們就可以利用/X,的第三、四兩^于噪聲的統(tǒng)計(jì)特性(比如方
差)，來估計(jì)第一、二兩行的噪聲信息。
由等式(5 )可以看出，在接收端對特征值較小的空間子信道上 的噪聲獲取十分容易。有效空間子信道間的噪聲方差可以以小特征 值空間子信道上的噪聲信息為樣本，按照一定的濾波器來估計(jì)。這 樣直接降低了接收端的估計(jì)復(fù)雜度，而在發(fā)射端的復(fù)雜度基本沒有 提高，同時(shí)估計(jì)的精度也有所保證。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法的流 程圖。如圖4所示，該方法包4舌以下步艱《
按照初始的預(yù)編碼矩陣發(fā)送數(shù)據(jù)。發(fā)射^L利用信道互異性(或 者從接收機(jī)處)得到一個(gè)有效空間子信道數(shù)7V、^及V矩陣(步驟
^/2x2 02x2
02x2 0MS402)。發(fā)射機(jī)產(chǎn)生7Vw個(gè)數(shù)據(jù)流，并先^巴這A^，數(shù)據(jù)流用V矩 陣的前W 列啦文預(yù)處理，4巴第一個(gè)凄t據(jù)流的凄t據(jù)用V矩陣的其他
列做預(yù)處理(步驟S404、步驟S406 )。把所得各列數(shù)據(jù)做和，發(fā)送。 接收機(jī)以非有效空間子信道的噪聲統(tǒng)計(jì)信息為樣本，利用固定或者 自適應(yīng)的濾波器來估計(jì)有效子空間的噪聲統(tǒng)計(jì)信息(步驟S408 )。
由以上內(nèi)容，可以看出非有效空間子信道上噪聲統(tǒng)計(jì)信息的 很容易獲得，以該信息為樣本，進(jìn)一步利用數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)(濾 波器)來估計(jì)有效空間子信道的噪聲統(tǒng)計(jì)信息。發(fā)端的復(fù)雜度沒有 明顯提高，而收端復(fù)雜度相對于其它的噪聲估計(jì)，復(fù)雜度有明顯下 降。同時(shí)，由數(shù)字信號(hào)處理的知識(shí)可知，性能不會(huì)明顯損失。
以上所述^又為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明， 對于本領(lǐng)i或的^支術(shù)人員來i兌，本發(fā)明可以有各種更改和變^匕。凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等， 均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1. 一種基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)，其特征在于，包括信息獲取模塊，用于通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N和酉矩陣V；預(yù)處理模塊，用于利用整個(gè)所述酉矩陣V和所述有效空間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的發(fā)射機(jī)，其特征在于，所述預(yù)處理才莫塊 進(jìn)行預(yù)編碼包括以下處理所述預(yù)處理才莫塊利用所述酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送 的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；所述預(yù)處理才莫塊利用所述酉矩陣V的其他列對第一個(gè)凄史 據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及所述預(yù)處理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后 的凄t據(jù)。
3. —種基于預(yù)編碼的發(fā)射方法，其特征在于，包括步驟S202,通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N ,p酉頭巨陣V;步駛《S204,利用整個(gè)所述酉矩陣V和所述有效空間子4言 道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及步驟S206，發(fā)送預(yù)編碼后的l史據(jù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的發(fā)射方法，其特征在于，預(yù)編碼的過程 包4舌以下處理利用所述酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn) 4亍預(yù)編碼；利用所述酉矩陣V的其他列對第一個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；以及將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
5. —種基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，包括發(fā)射機(jī)，通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N和 酉矩陣V,利用整個(gè)所述酉矩陣V和所述有效空間子信道凄史 量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，并將預(yù)編碼后的凄t據(jù)發(fā) 送至4妻收才幾；以及所述接收才幾，用于對所接收到的預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)射 機(jī)包括信息獲取模塊，用于通過信道互異性獲取有效空間子信道 凄t量N和酉矩陣V;預(yù)處理才莫塊，用于利用整個(gè)所述酉矩陣V和所述有效空 間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，用于將預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)發(fā)送至接收機(jī)。
7. 4艮據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述預(yù)處 理模塊進(jìn)行預(yù)編碼包括以下處理所述預(yù)處理才莫塊利用所述酉矩陣V的前N列對需要發(fā)送 的N個(gè)數(shù)據(jù)流進(jìn)行預(yù)編碼；所述預(yù)處理才莫塊利用所述酉矩陣V的其^^列對第一個(gè)凄t據(jù)流進(jìn)4亍預(yù)編碼；以及所述預(yù)處理模塊將所得到的各列數(shù)據(jù)相加得到預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，其特征在于，所述4妄收 機(jī)從接收到的所述預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)獲耳又非有效空間子信道的 噪聲統(tǒng)計(jì)信息，并利用所述噪聲統(tǒng)計(jì)信息估計(jì)有效子空間的噪 聲統(tǒng)計(jì)信息。
全文摘要
本發(fā)明提出了基于預(yù)編碼的發(fā)射機(jī)、基于預(yù)編碼的發(fā)射方法、及基于預(yù)編碼的數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)。其中，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的基于預(yù)編碼的發(fā)射方法包括步驟S202，通過信道互異性獲取有效空間子信道數(shù)量N和酉矩陣V；步驟S204，利用整個(gè)酉矩陣V和有效空間子信道數(shù)量N對需要發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼；以及步驟S206，發(fā)送預(yù)編碼后的數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明，在傳統(tǒng)預(yù)編碼的基礎(chǔ)上，利用非有效空間子信道的噪聲統(tǒng)計(jì)特性對系統(tǒng)噪聲進(jìn)行估計(jì)并用于干擾抵消，降低了接收機(jī)的噪聲估計(jì)復(fù)雜度，并盡量保證接收機(jī)的噪聲估計(jì)精度。
文檔編號(hào)H04B7/06GK101431356SQ200710166270
公開日2009年5月13日 申請日期2007年11月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月7日
發(fā)明者巖 李, 王衍文, 郝東來, 輝 韋 申請人:中興通訊股份有限公司