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1、基于LTE系统空间复用技术的预编码技术的研究①摘要:本文对基于LTE系统空间复用技术的预编码技术进行了研究。3G移动通信技术的核心技术就是宽带无线传输技术,在该技术中,空间复用技术的预编码技术是关键技术。本文对LTE中基于空间复用的预编码方案进行了详细介绍,并着重讨论了两种预编码方式的技术,即预编码矩阵的构造方式以及基于码本的预编码方式选择。最后得出了两种预编码方式使用的结论。 关键词:LTE系统空间复用预编码矩阵码本 :TP13:A:1007-9416(2011)04-0114-04 Abstra
2、ct:ThearticlestudiestheprecodingtechnologybasedonspatialmultiplexingtechnologyinLTE.Thebroadbandissiontechnologyisthecoretechnologyof3Gmobilemunicationtechnology,andtheprecodingtechnologyisthekeyofspatialmultiplexingtechnology.Thearticleintroducesprecodings
3、chemesbasedonspatialmultiplexingindetail,andemphaticallydiscussesthetatrixandthechoiceoftheprecodingpatternbasedoncodebook.Attheendthereisaconclusionofthetethod. KeySpatialmultiplexingPrecoding;matrixcodebook 1、引言 LTE(LongTernEvolution,长期演进)是3GPP近2年启动的
4、最大的新技术研发项目,它作为目前无线X络演进的唯一标准,是一种采用OFDM和MIMO技术来改进并增强3G的空中接口技术。与3G相比,LTE具有的技术优势主要体现在:更高的用户数据速率、更大的系统容量和覆盖范围、更低的系统延迟以及更低的运营成本。 Marconi在1908年提出多输入多输出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)技术,它利用多天线来抑制信道衰落,可被认为是一种新型的“智能天线”技术。MIMO技术已经成为无线移动通信领域智能天线技术的核心,该技术可以提高无线通信系统的
5、容量,并改善无线通信系统的性能。 为了满足LTE在高数据速率和高系统容量方面的需求,LTE系统支持下行应用MIMO技术,包括空间分集、空间复用和波束赋形。在LTE中,MIMO技术的下行基本天线配置为2x2,即2天线发送和2天线接收,最大支持4天线下行方向四层传输。 空间复用技术是一种利用空间信道弱相关性的技术,通过在多个天线上并行发送多路不同的数据流,从而获得复用增益,提高数据传输的峰值速率。但MIMO系统中不可避免地存在用户间的干扰,一定程度上影响了系统性能。通常可以应用预编码技术,利用信道的状态信息(
6、CSI),在发射端对信号进行某些预处理,在接收端进行均衡,从而有效抑制MIMO信道中的多用户干扰预,提高MIMO系统的性能。 2、线性预编码技术 线性预编码技术是一种闭环方式的空间复用,在接收端将信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)反馈给发射端,发射端根据最优化准则对传输数据进行预编码操作,从而进一步提高用户和系统的吞吐量。线性预编码操作可以表述为:(1） 其中是预编码矩阵,为传输数据,为传输信息经过预编码处理之后得到的新的发射向量。经过MIMO信道后,接收端接收到
7、的信号为: (2) 其中为接收向量,为噪声向量,为空间信道矩阵,为经过预编码之后的等效空间信道矩阵。线性预编码操作按照预编码矩阵的获得位置划分为两大类预编码方式:基于码本的预编码操作和非码本的预编码操作。 2.1基于码本的预编码方式 基于码本的预编码方式的操作流程图如图1所示,预编码矩阵在接收端获得。接收端不需要将信道矩阵H反馈给发射端,而是根据预测的信道状态信息,在预定的预编码矩阵码 本中选择理想的预编码矩阵,将与之对应的序号反馈给发射端。发射端和接收端共用相同的 预编码矩阵码本,因此采用基于码
8、本的预编码方式通过发射序号代替矩阵,从而节省了信道资源。 基于码本的预编码涉及到两个方面的问题:一是如何构建码本,二是如何从码本中选择一个理想的预编码矩阵。 码本是对最优预编码矩阵的一个量化,码本的大小和各码字之间的距离影响预编码的性能。预编码矩阵码本的构建方式有多种,如:基于天线选择的码本,基于TxAA模式的码本,基于DFT的码本,随机码本,Grassmanian码本,基于Householde
