專利名稱：一種多模mimo-scfde自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多天線寬帶無線通信傳輸方法，屬于寬帶無線通信技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
新一代寬帶無線通信系統(tǒng)需要為用戶提供高速的無線因特網(wǎng)接入、無線視頻以及移動計算等無線多媒體業(yè)務(wù)，這對信息的傳輸速率和傳輸質(zhì)量都提出了更高的要求。由傳輸信號多徑傳播造成的衰落，是影響寬帶無線通信系統(tǒng)傳輸速率和傳輸質(zhì)量的主要因素。正交頻分復用(以下簡稱OFDM Orthogonal Frequency Division Multiplexing) 技術(shù)和單載波頻域均衡(以下簡稱SCFDE :Single Carrier with Frequency Domain Equalization)技術(shù)都是基于循環(huán)前綴(以下簡稱CP =Cyclic Prefix)的分塊傳輸技術(shù)， 是寬帶無線通信中對付多徑傳播造成的頻率選擇性衰落的簡單且十分有效的技術(shù)，因此 OFDM和SCFDE成為目前寬帶無線通信的主流技術(shù)。頻譜效率一直是無線通信技術(shù)的研究重點，近年來多輸入多輸出(以下簡稱MIMO :Multiple-input Multiple-output)以其傳統(tǒng)單天線技術(shù)所無法達到的頻譜效率受到廣泛關(guān)注。MIMO和基于CP的分塊傳輸技術(shù)的結(jié)合 MIM0-0FDM和MIM0-SCFDE成為未來寬帶無線通信的關(guān)鍵技術(shù)。MIMO系統(tǒng)在發(fā)送端和接收端使用多根天線進行收發(fā)信息，利用具有豐富多徑的無線傳播環(huán)境中不同天線之間信道的不相關(guān)特性，獲得高信道容量，從而提高頻譜利用率和可靠性?；诜謮K傳輸?shù)?FDM，可以有效地對抗多徑衰落，因為子載波頻譜主瓣重疊， 具有較高的頻譜效率；CP可以很好的吸收幀間干擾；并且可以采取簡單的頻域均衡方法來消除由于時延擴展引入的信道干擾；OFDM的基帶調(diào)制過程可以用快速傅立葉逆變換(以下簡稱IFFT Inverse Fast Fourier Transform)完成，基帶解調(diào)過程可以用快速傅立葉變換(以下簡稱FFT :Fast Fourier Transform))完成。SCFDE是類似于OFDM的分塊傳輸技術(shù)，雖然同樣能夠有效的對抗多徑衰落而且沒有OFDM發(fā)端的高峰均功率比(PAPR， Peak-to-average Power Ratio)，但是受關(guān)注程度遠不及 OFDM。ΜΙΜΟ寬帶無線通信(主要是MIM0-0FDM和MIM0-SCFDE)面臨的主要問題是時、 頻、空選擇性造成的信道衰落。這種衰落表現(xiàn)為接收端去掉CP后得到的一系列窄帶MIMO 信道的部分信道矩陣缺秩或壞條件，這種缺秩或壞條件對MIMO信號的檢測造成極大影響， 是制約寬帶MIMO系統(tǒng)性能的主要因素。利用信道狀態(tài)信息(以下簡稱CSI =Channel State Information)的自適應技術(shù)可以有效地對抗時、頻、空選擇性，從而更可靠更有效地進行通信。預編碼是目前寬帶MIMO 系統(tǒng)中廣泛采用的自適應技術(shù)，它可以根據(jù)窄帶MIMO信道的信道矩陣的情況，通過發(fā)射端的預編碼自適應地改變該窄帶MIMO信道傳輸?shù)谋忍財?shù)，可以極大地提高每一個缺秩或壞條件窄帶MIMO信道傳輸?shù)男?，從而提高整個寬帶MIMO系統(tǒng)的效率。中國專利文獻CNl01969417A公開了一種低回傳的MIM0-SCFDE系統(tǒng)自適應多模傳輸方法，該方法復雜度低、回傳信息量小，并且具有較高的頻譜利用率。

圖1給出了MIM0-SCFDE系統(tǒng)自適應多模傳輸系統(tǒng)的框圖，其中發(fā)送天線數(shù)為Nt，接收天線數(shù)為Nk，且 Nt ( Nk，其信號表示和信號處理過程如下收發(fā)雙方建立通信后，接收端利用信道估計或信道預測算法獲取當前的信道狀態(tài)信息，假設(shè)為第i根發(fā)送天線與第1根接收天線間信道的第k個頻域子信道增益，其中i =1,2, L, NT, 1 = 1,2, L, Ne, k = 0,1, L, N-I ；Ak表示第k個頻域子信道的信道矩陣，其中第1行第i m元素為Hl，即
權(quán)利要求
1.一種多模MIM0-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法，其特征是，包括以下步驟(1)初始化所有頻域承載點均可用，并計算出此時所有頻域承載點的噪聲放大系數(shù)；(2)剔除噪聲放大系數(shù)最大的頻域承載點，并更新該頻域承載點所在子信道的所有承載點的噪聲放大系數(shù)；(3)判斷是否滿均衡后信噪比不小于系統(tǒng)要求的誤比特率對應的信噪比，如果不滿足， 跳回步驟(2)，如果滿足，根據(jù)此時剩下的可用頻域承載點的分布，生成頻域承載點標示信肩、ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模MIM0-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法，其特征是，所述步驟(1)的具體實現(xiàn)方法如下首先生成一個N行&列的矩陣P= (PSPUW，其中第k行產(chǎn)= g，L，<)，初始化矩陣P的每個元素均為1，表示所有載頻點可用；則此時第k個頻域子信道的預編碼矩陣轟示為Qk =dmg(Pk、= dmg(j^pk2，L ；然后計算出矩陣((灼”丫)的值，其中Ak表示第k個頻域子信道的信道矩陣，取矩陣(W^t)的Nt個對角元素得到第k個頻域子信道的Nt個頻域承載點的噪聲放大系數(shù) L，<，令Zk =IzKL ,zkNr)； 計算所有頻域承載點的噪聲放大系數(shù)，組成N行Nt列的矩陣Z = (Z1, Z2, L，ZN)T，與矩陣P 的元素--對應。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模MIM0-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法，其特征是，所述步驟(2)的具體實現(xiàn)方法如下查詢矩陣Z = (Z1, Z2, L，ZN)τ中最大的元素Zmax的位置，并令矩陣P中對應位置元素值變?yōu)?，假設(shè)Zmax在第1行，則此時第1個頻域子信道的預編碼矩陣Q1也發(fā)生變化，也公式Q1 =diag(P1、= CUagiyP1l,pl2,L 更新，然后重新計算第k個頻域子信道的((YQY (W^f)的值，并取對角元素更新該子信道的各個頻域承載點的噪聲放大系數(shù)值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多模MIM0-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法，其特征是，所述步驟(3)的具體實現(xiàn)方法如下判斷是否滿足均衡后信噪比SNRp。st不小于系統(tǒng)要求的誤比特率對應的信噪比SNRreq,m^I 、SNR即是否滿足^t(C)I “ <其中M表示矩陣P中1的個數(shù)，,示信號功率，^k=\ 、,σχcjW表示噪聲功率，(gII表示噪聲放大系數(shù)之和，如果不滿足，跳回步驟(2)；如果滿k=\ 、 ‘足，此過程結(jié)束，此時得到的矩陣P為N行Nt列由0或1元素組成的矩陣，其中，元素值為1 表示其對應頻域承載點可用，元素值為0表示其對應頻域承載點禁用，將矩陣P值每一列與前一列首尾相連形成NXNt行1列的矩陣，即為頻域承載點標示信息D。
全文摘要
本發(fā)明提供一種多模MIMO-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法，包括以下步驟(1)初始化所有頻域承載點均可用，并計算出此時所有頻域承載點的噪聲放大系數(shù)；(2)剔除噪聲放大系數(shù)最大的頻域承載點，并更新該頻域承載點所在子信道的所有承載點的噪聲放大系數(shù)；(3)判斷是否滿均衡后信噪比不小于系統(tǒng)要求的誤比特率對應的信噪比，如果不滿足，跳回步驟(2)，如果滿足，根據(jù)此時剩下的可用頻域承載點的分布，生成頻域承載點標示信息。本發(fā)明提出的多模MIMO-SCFDE自適應傳輸系統(tǒng)頻域承載點選取方法能使系統(tǒng)頻譜資源得到更充分的利用，有效的提高了系統(tǒng)的頻譜利用率。
文檔編號H04B7/06GK102227098SQ201110167010
公開日2011年10月26日 申請日期2011年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月21日
發(fā)明者李森, 杜巖 申請人:山東大學