專利名稱：一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，屬于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在無線通信中為了支持更高的傳輸速率，達(dá)到更高的頻譜利用率，采用多輸入多輸出(以下簡稱MIMO)技術(shù)是一種有效的方法。同時(shí)，為了支持高速的數(shù)據(jù)傳輸速率，必然要求通信設(shè)備具備較高的數(shù)據(jù)處理速度與之相匹配。由于現(xiàn)場可編程門陣列(以下簡稱FPGA)具有便于并行性設(shè)計(jì)、處理速度快的特點(diǎn)，因此在高速數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)的硬件實(shí)現(xiàn)中經(jīng)常采用FPGA。
在無線通信系統(tǒng)中采用MIMO技術(shù)時(shí)為了獲得更好的性能，通常要在發(fā)送端有效地利用無線MIM0信道狀態(tài)信息對發(fā)送端待發(fā)送的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼，這就要求接收端首先要對所獲得的無線MIM0信道矩陣進(jìn)行較復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，以獲得相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，然后通過一定的反饋信道將預(yù)編碼矩陣或壓縮后的預(yù)編碼矩陣傳送到發(fā)送端。而由于FPGA不適宜進(jìn)行較復(fù)雜的矩陣計(jì)算，尤其是像奇異值分解(以下簡稱SVD分解)、正交對角陣分解(以下簡稱QR分解)等矩陣分解運(yùn)算，因此要在無線多輸入多輸出通信系統(tǒng)中使用FPGA實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼技術(shù)，以獲得更好的系統(tǒng)性能是比較困難的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，充分利用PC機(jī)處理矩陣計(jì)算的靈活性和高效性來配合FPGA實(shí)現(xiàn)MIM0無線通信系統(tǒng)中的預(yù)編碼，以解決在使用FPGA實(shí)現(xiàn)的MIMO無線通信系統(tǒng)中采用預(yù)編碼技術(shù)時(shí)遇到的矩陣計(jì)算復(fù)雜度過高的問題，將較復(fù)雜的預(yù)編碼矩陣的計(jì)算部分從FPGA轉(zhuǎn)移到了 PC機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)了 PC機(jī)處理矩陣計(jì)算的靈活性、高效性與FPGA處理信號的高效性、實(shí)時(shí)性優(yōu)點(diǎn)的有機(jī)結(jié)合。
本發(fā)明提出的多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，根據(jù)方法中三種不同的反饋信道，可以有以下三種不同的方案
第一種方法包括以下步驟(1 一 1 )無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信
4號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；
(l一2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣，然后將預(yù)編碼矩陣發(fā)送至接收端的現(xiàn)場可編程門陣列；
(l一3)接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將上述預(yù)編碼矩陣通過多輸入多輸出無線反饋信道發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列，或?qū)㈩A(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后通過多輸入多輸出無線反饋信道發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列；
(l一4)發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
第二種方法包括以下步驟
(2 — 1)無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；
(2_2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣；
(2 — 3)接收端計(jì)算機(jī)將預(yù)編碼矩陣，或預(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后，經(jīng)接收端計(jì)算機(jī)至發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列之間的反饋信道，發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列；
(2 — 4)發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
第三種方法包括以下步驟
(3 — 1)無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；
(3—2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣；
(3_3)接收端計(jì)算機(jī)將預(yù)編碼矩陣，或預(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后，經(jīng)接收端計(jì)算機(jī)到發(fā)送端計(jì)算機(jī)之間的反饋信道，發(fā)送到發(fā)送端計(jì)算機(jī)；
(3_4)發(fā)送端計(jì)算機(jī)將接收到的上述預(yù)編碼矩陣傳送到發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列；
(3 — 5)發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
本發(fā)明提出的多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，其特點(diǎn)為接收端PC機(jī)與接收端FPGA，或者發(fā)送端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA,均是通過數(shù)據(jù)接口相連接的，由收或發(fā)或收發(fā)兩端的PC機(jī)與FPGA共同完成MIMO無線通信系統(tǒng)中的預(yù)編碼。其中，接收端FPGA將接收到的導(dǎo)頻信號傳送到接收端PC機(jī)中進(jìn)行預(yù)編碼矩陣的計(jì)算。計(jì)算得到的預(yù)編碼矩陣通過利用各種不同的反饋信道傳送到發(fā)送端FPGA或PC機(jī)，最終由發(fā)送端FPGA完成對待發(fā)送數(shù)據(jù)的預(yù)編碼。其中，上述通過反饋信道傳輸?shù)念A(yù)編碼矩陣可以在接收端先經(jīng)過壓縮處理再傳送，包括時(shí)間上的稀疏化和頻域上的稀疏化。
本發(fā)明提出的多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，將計(jì)算預(yù)編碼矩陣這一相對復(fù)雜的矩陣計(jì)算由接收段FPGA轉(zhuǎn)移到接收端PC機(jī)中，這樣可以充分利用PC機(jī)強(qiáng)大的矩陣計(jì)算能力。同時(shí)，由于接收端PC機(jī)只完成預(yù)編碼矩陣的計(jì)算部分，接收段其他信號處理功能大部分仍保留在接收端FPGA中完成，所以并不會(huì)影響上述MIM0無線通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理速度。實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明所提出的方法可以在保證MIMO無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度的前提下有效地進(jìn)行MIMO預(yù)編碼。


圖1為本發(fā)明方法中反饋信道利用MIMO無線信道建立起來時(shí)的通信示意圖。圖2為本發(fā)明方法中反饋信道為接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間的通信示意圖。圖3為本發(fā)明分中反饋信道為接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)之間的通信示意圖。
具體實(shí)施例方式第一種方法是，反饋信道是利用MIMO無線信道建立起來的，即反饋信息通過MIMO通信系統(tǒng)的接收端與發(fā)送端之間部分或全部收發(fā)天線所構(gòu)成的反饋信道進(jìn)行傳輸，如錯(cuò)誤！未找到引用源。所示。此方法包括接收端FPGA將接收到的導(dǎo)頻信號通過數(shù)據(jù)接口傳送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用接收的導(dǎo)頻計(jì)算出相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣并將結(jié)果傳回接收端FPGA，接收端FPGA直接將預(yù)編碼矩陣通過上述MIMO通信系統(tǒng)的接收端與發(fā)送端之間部分或全部收發(fā)天線所構(gòu)成的反饋信道傳送到發(fā)送端FPGA，或者上述經(jīng)過反饋信道傳輸?shù)念A(yù)編碼矩陣是經(jīng)過壓縮處理后再傳輸?shù)摹０l(fā)送端的FPGA根據(jù)接收到的預(yù)編碼矩陣對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。而其中上述預(yù)編碼矩陣的壓縮方法則可以包括將預(yù)編碼矩陣在時(shí)間上稀疏化和頻域稀疏化。時(shí)間上稀疏化是指在信道隨時(shí)間變化比較慢即信道為準(zhǔn)靜態(tài)的情況下利用預(yù)編碼矩陣的時(shí)間相關(guān)性進(jìn)行壓縮；而頻域稀疏化是指在采用多載波調(diào)制且信道的頻域選擇性衰落比較小的情況下利用預(yù)編碼矩陣的頻域相關(guān)性進(jìn)行壓縮。
第二種方法是，反饋信道是接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間所構(gòu)成的反饋信道，此時(shí)反饋信道可以是有線信道(例如，用電纜或者網(wǎng)線連接接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA的信道)，也可以是無線信道(例如，通過無線以太網(wǎng)接口連接接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA的信道)，如錯(cuò)誤！未找到引用源。2所示。該方法包括接收端FPGA將接收到的導(dǎo)頻信號通過數(shù)據(jù)接口傳送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用接收的導(dǎo)頻計(jì)算出相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，并將結(jié)果經(jīng)接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間所構(gòu)成的反饋信道傳送到發(fā)送端FPGA，或者上述經(jīng)過反饋信道傳輸?shù)念A(yù)編碼矩陣是經(jīng)過壓縮處理后再傳輸?shù)摹?br> 第三種方法是，反饋信道是接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)之間所構(gòu)成的反饋信道，此時(shí)反饋信道可以是有線信道(例如，用電纜或者網(wǎng)線連接接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)的信道)，也可以是無線信道(例如，通過無線以太網(wǎng)接口連接接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)的信道)，如錯(cuò)誤！未找到引用源。3所示。該方法包括接收端FPGA將接收到的導(dǎo)頻信號通過數(shù)據(jù)接口傳送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用接收的導(dǎo)頻計(jì)算出相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣，并將結(jié)果經(jīng)接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)之間所構(gòu)成的反饋信道傳送到發(fā)送端PC機(jī)，或者上述經(jīng)過反饋信道傳輸?shù)念A(yù)編碼矩陣是經(jīng)過壓縮處理后再傳輸?shù)?。發(fā)送端PC機(jī)將上述接收到的預(yù)編碼矩陣傳送到發(fā)送端FPGA，由發(fā)送端FPGA對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
本發(fā)明方法中，預(yù)編碼矩陣的壓縮處理為時(shí)間稀疏壓縮、頻域稀疏壓縮或時(shí)間稀疏壓縮和頻域稀疏壓縮中的任何一種。其中時(shí)間稀疏壓縮是利用預(yù)編碼矩陣的時(shí)間相關(guān)性對預(yù)編碼矩陣進(jìn)行壓縮。頻域稀疏壓縮是利用預(yù)編碼矩陣的頻域相關(guān)性對預(yù)編碼矩陣進(jìn)行壓縮。
下面，結(jié)合附圖和三個(gè)不同實(shí)施方案對本發(fā)明提出的多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
第一種方案中的通信系統(tǒng)采用MIM0與正交頻分復(fù)用(以下簡稱OFDM)相結(jié)合的技術(shù)，為一種經(jīng)典的雙向MIMO無線通信系統(tǒng),其反饋信道是嵌入在反向MIMO無線數(shù)據(jù)信道中的，即反饋信息通過反向MIM0無線數(shù)據(jù)信道進(jìn)行傳輸，且接收端FPGA與接收端PC機(jī)通過以太網(wǎng)口相連接，如圖31所示。下面以發(fā)送端到接收端的單向MIM0無線數(shù)據(jù)通路為例對本發(fā)明提出的PC機(jī)與FPGA相結(jié)合的MIM0無線通信系統(tǒng)預(yù)編碼方法作以下說明。
首先接收端FPGA將接收到的OFDM符號數(shù)據(jù)中所含有的導(dǎo)頻信號通過以太網(wǎng)口接口送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用上述導(dǎo)頻信號根據(jù)最大似然準(zhǔn)則或者最小均方誤差準(zhǔn)則等方法得到OFDM符號數(shù)據(jù)中各個(gè)子載波上的信道響應(yīng)矩陣。接收端PC機(jī)再進(jìn)一步對上述信道響應(yīng)矩陣進(jìn)行SVD分解或者QR分解等矩陣運(yùn)算，獲得相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣。
當(dāng)MIMO無線信道隨時(shí)間變化比較慢即為準(zhǔn)靜態(tài)時(shí)，可以利用預(yù)編碼矩陣的時(shí)間相關(guān)性對預(yù)編碼矩陣采取時(shí)間稀疏化處理。具體方法是發(fā)送端將發(fā)送的OFDM符號分成較長的 幀，接收端對應(yīng)接收到的每一幀數(shù)據(jù)只向發(fā)送端反饋對應(yīng)一個(gè)OFDM符號的預(yù)編碼矩陣， 從而極大地降低了實(shí)時(shí)反饋所有OFDM符號所有子載波上預(yù)編碼矩陣所需要的海量反饋數(shù) 據(jù)。通常，由于接收端PC機(jī)與接收端FPGA通過以太網(wǎng)接口傳輸數(shù)據(jù)的延時(shí)以及接收端 PC機(jī)處理速度的限制，預(yù)編碼矩陣時(shí)間上的稀疏化處理是必然的也是必要的。如果MIMO 無線信道的頻率選擇性衰落比較小，即相鄰若干個(gè)子載波上的預(yù)編碼矩陣也可以近似認(rèn)為 是變化不大的，則此時(shí)可以按照一定的子載波間隔只反饋OFDM符號中部分子載波上的預(yù) 編碼矩陣，即采取頻域上的稀疏化處理。此時(shí)，接收端PC機(jī)只需將需要反饋的那些OFDM 子載波上的預(yù)編碼矩陣傳送給接收端FPGA，然后接收端FPGA將這些預(yù)編碼矩陣與接收端 要同時(shí)發(fā)送到發(fā)送端的數(shù)據(jù)一起接收端到發(fā)送端的MIMO無線數(shù)據(jù)信道傳送到發(fā)送端。
發(fā)送端FPGA接收到上述若干OFDM符號的部分或全部子載波上預(yù)編碼矩陣以后，通過 時(shí)間或/頻域或時(shí)間和頻域擬合的方法得到各個(gè)OFDM符號的各個(gè)子載波上的預(yù)編碼矩陣， 然后對待發(fā)送到接收端的數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼之后再發(fā)送出去。
上述方法中的MIMO無線通信系統(tǒng)具有雙向的MIMO無線通信鏈路，而反饋的預(yù)編碼矩 陣信息經(jīng)上述時(shí)域或頻域壓縮后所需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)率將得到極大的降低，因此將反饋的預(yù) 編碼矩陣信息打包在反向待傳輸?shù)臄?shù)據(jù)中一起傳送是比較方便而且有效的。
第二種方案中的MIMO無線通信系統(tǒng)僅具有單向(發(fā)送端到接收端)的MIMO無線數(shù)據(jù) 傳輸鏈路，而反饋信道采用接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間的無線或者有線連接，接收端 PC機(jī)與接收端FPGA之間的數(shù)據(jù)接口為以太網(wǎng)接口，如圖42所示。本實(shí)施例通常存在于 單向高速數(shù)據(jù)傳輸場景中，尤其適用于如下場景，即采用MIMO無線鏈路作為單向高速數(shù) 據(jù)傳輸鏈路，而反饋信道為既有的接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間的無線連接(例如，接 收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間無線局域網(wǎng)傳輸鏈路)或有線連接(例如，接收端PC機(jī)與 發(fā)送端FPGA的以太網(wǎng)接口之間的電纜連接傳輸鏈路)。
第二種方案中，MIMO無線通信系統(tǒng)預(yù)編碼的具體實(shí)施方法為接收端的FPGA將接 收到的導(dǎo)頻信號通過以太網(wǎng)接口傳送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用上述導(dǎo)頻信號根據(jù) 最大似然準(zhǔn)則或者最小均方誤差準(zhǔn)則等方法得到OFDM符號數(shù)據(jù)中各個(gè)子載波上的信道響 應(yīng)矩陣;接收端PC機(jī)再進(jìn)一步對上述信道響應(yīng)矩陣進(jìn)行SVD分解或者QR分解等矩陣運(yùn)算， 獲得相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣；然后接收端PC機(jī)將上述預(yù)編碼矩陣經(jīng)過與實(shí)施例1相同的時(shí)間 稀疏化和頻域稀疏化壓縮處理后，通過接收端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間的反饋信道傳送到 發(fā)送端的FPGA，發(fā)送端FPGA再對相應(yīng)待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。本發(fā)明的第三種方案中的MIM0無線通信系統(tǒng)也僅具有單向(發(fā)送端到接收端)的MIM0 無線數(shù)據(jù)傳輸鏈路，而反饋信道采用接收端PC機(jī)到發(fā)送端PC機(jī)之間的無線或者有線連接， 接收端PC機(jī)與接收端FPGA之間以及發(fā)送端PC機(jī)與發(fā)送端FPGA之間的數(shù)據(jù)接口均為以太 網(wǎng)接口，如圖4所示。本實(shí)施例也通常存在于單向高速數(shù)據(jù)傳輸場景中，尤其適用于如 下場景，即采用MIMO無線鏈路作為單向高速數(shù)據(jù)傳輸鏈路，而反饋信道為接收端PC機(jī)與 發(fā)送端PC機(jī)之間既有的無線連接(例如，接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)之間無線局域網(wǎng)傳 輸鏈路)或有線連接(例如，接收端PC機(jī)與發(fā)送端PC機(jī)以太網(wǎng)接口之間的電纜連接傳輸 鏈路)。
由上述多個(gè)不同方案可見，在本發(fā)明的MIMO無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法中，將獲 得預(yù)編碼矩陣信息所需要的復(fù)雜矩陣計(jì)算以及信道估計(jì)等功能由接收端FPGA轉(zhuǎn)移到接收 端PC機(jī)中，這樣就充分利用了通用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算能力。實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明提出 的方法可以在保證通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度的前提下有效地實(shí)現(xiàn)MIMO無線通信系統(tǒng)的預(yù)編 碼。
以上所述僅為本發(fā)明的各個(gè)較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
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權(quán)利要求
1、一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，其特征在于該方法包括以下步驟(1—1)無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；(1—2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣，然后將預(yù)編碼矩陣發(fā)送至接收端的現(xiàn)場可編程門陣列；(1—3)接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將上述預(yù)編碼矩陣通過多輸入多輸出無線反饋信道發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列，或?qū)㈩A(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后通過多輸入多輸出無線反饋信道發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列；(1—4)發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
2、 一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，其特征在于該方法包括以 下步驟(2 — 1)無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信 號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；(2—2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系 統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣；(2 — 3)接收端計(jì)算機(jī)將預(yù)編碼矩陣，或預(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后，經(jīng)接收端計(jì)算 機(jī)至發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列之間的反饋信道，發(fā)送到發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列；(2 — 4)發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行 預(yù)編碼。
3、 一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，其特征在于該方法包括以 下步驟(3 — 1)無線收發(fā)系統(tǒng)中接收端的現(xiàn)場可編程門陣列將接收到的基帶信號中的導(dǎo)頻信 號發(fā)送至接收端的計(jì)算機(jī)；(3—2)接收端計(jì)算機(jī)利用上述接收到的導(dǎo)頻信號，估計(jì)出多輸入多輸出無線通信系 統(tǒng)的信道矩陣，并計(jì)算預(yù)編碼矩陣；(3—3)接收端計(jì)算機(jī)將預(yù)編碼矩陣，或預(yù)編碼矩陣經(jīng)過壓縮處理后，經(jīng)接收端計(jì)算機(jī)到發(fā)送端計(jì)算機(jī)之間的反饋信道，發(fā)送到發(fā)送端計(jì)算機(jī)；(3—4)發(fā)送端計(jì)算機(jī)將接收到的上述預(yù)編碼矩陣傳送到發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列；(3 — 5)發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列利用上述接收的預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。
4、 如權(quán)利要求l、 2或3所述的方法，其特征在于，其中所述的預(yù)編碼矩陣的壓縮處理為時(shí)間稀疏壓縮、頻域稀疏壓縮或時(shí)間稀疏壓縮和頻域稀疏壓縮中的任何一種。
5、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述的預(yù)編碼矩陣的壓縮處理中時(shí)間稀疏壓縮是利用預(yù)編碼矩陣的時(shí)間相關(guān)性對預(yù)編碼矩陣進(jìn)行壓縮。
6、 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，其中所述的預(yù)編碼矩陣的壓縮處理中頻域稀疏壓縮是利用預(yù)編碼矩陣的頻域相關(guān)性對預(yù)編碼矩陣進(jìn)行壓縮。
7、 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，其中所述的多輸入多輸出無線反饋信道為由接收端與發(fā)送端之間部分或全部收發(fā)天線所構(gòu)成的反饋信道。
8、 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，其中所述的接收端計(jì)算機(jī)至發(fā)送端現(xiàn)場可編程門陣列之間的反饋信道為有線信道或無線信道。
9、 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，其中所述的接收端計(jì)算機(jī)至發(fā)送端計(jì)算機(jī)之間的反饋信道為有線信道或者無線信道。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多輸入多輸出無線通信系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)預(yù)編碼方法，屬于無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)領(lǐng)域。首先接收端FPGA將接收到的OFDM符號數(shù)據(jù)中所含有的導(dǎo)頻信號通過以太網(wǎng)口接口送給接收端PC機(jī)，接收端PC機(jī)利用上述導(dǎo)頻信號根據(jù)最大似然準(zhǔn)則或者最小均方誤差準(zhǔn)則等方法得到OFDM符號數(shù)據(jù)中各個(gè)子載波上的信道響應(yīng)矩陣。接收端PC機(jī)再進(jìn)一步對上述信道響應(yīng)矩陣進(jìn)行SVD分解或者QR分解等矩陣運(yùn)算，獲得相應(yīng)的預(yù)編碼矩陣。發(fā)送端的現(xiàn)場可編程門陣列利用預(yù)編碼矩陣，對待發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)編碼。實(shí)驗(yàn)證明，采用本發(fā)明所提出的方法可以在保證MIMO無線通信系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理速度的前提下有效地進(jìn)行MIMO預(yù)編碼。
文檔編號H04L25/03GK101478512SQ200910077820
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月22日
發(fā)明者周春暉, 張秀軍, 京 王, 王燕敏, 肖立民, 許希斌, 明 趙, 趙熠飛, 翔 陳 申請人:清華大學(xué)