專利名稱：一種利用時域預編碼器的lte系統(tǒng)及預編碼方法
技術領域：
本發(fā)明主要涉及無線通信領域，尤其是關于3GPP LTE系統(tǒng)的帶寬效率的問題。
背景技術：
3GPP的LTE (Long Term Evolution,長期演進)項目是3G的演進，采用了 OFDM和 MIMO等新技術，改進并增強了包括WCDMA和TD-SCDMA等3G的空中接入技術，在20MHz頻譜 帶寬下能夠提供下行100Mbps、上行50Mbps的峰值速率，改善了小區(qū)邊緣用戶的性能，提高 小區(qū)容量和降低系統(tǒng)延遲。對于移動通信系統(tǒng)來說，其所使用的無線信道通常都是多徑時變衰落信道，無線 多徑信道會使通過它的信號出現(xiàn)多徑時延，這種多徑時延如果擴展到下一個符號，就會造 成符號間串擾ISI，嚴重影響數(shù)字信號的傳輸質量。目前，在基于OFDM的新一代移動通信系 統(tǒng)(如LTE系統(tǒng))中，其解決辦法是在輸入端通過插入保護間隔，即循環(huán)前綴(CP)。這樣， 既可有效降低符號間的干擾，又可將線性卷積轉換為循環(huán)卷積，簡化了信道的卷積運算，在 接收端可以使用簡單的單抽頭(I-Tap)均衡。在使用循環(huán)前綴的OFDM系統(tǒng)(CP-OFDM)中，包含了 IDFT、加循環(huán)前綴CP和串并轉 換三個過程，眾所周知，移動通信中的無線信道是時變信道，在OFDM系統(tǒng)輸入端插入循環(huán)前綴 (CP)來有效降低符號間的干擾ISI和信道間干擾ICI是通常的做法，同時還可以將線性卷 積轉換為循環(huán)卷積。但是，CP的長度一般都要大于無線信道的最大時延擴展，這就意味著引 入了 L個時域的抽樣，帶寬效率就下降為(N) / (N+L)，當L較大時，帶寬效率的下降很明顯， 比如采用長CP的LTE系統(tǒng)帶寬效率僅為80%。為了解決上述使用了 CP的OFDM系統(tǒng)的帶寬效率的問題，本發(fā)明為OFDM系統(tǒng)設計 一種新的預編碼，利用該預編碼取代CP，可以將線性卷積轉變成循環(huán)卷積的目的，在接收端 僅僅需要一個簡單的一階(Ι-tap)均衡器，就可以完全的消除ICI和ISI。這樣，不需要發(fā) 送CP信號，消除了冗余，帶寬效率大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有OFDM無線通信系統(tǒng)在抑制符號間串擾 時，需要傳輸較長的循環(huán)前綴(CP)，造成降低帶寬效率的問題，設計一種利用時域預編碼器 提高帶寬效率的LTE系統(tǒng)。本發(fā)明解決上述技術問題的技術方案是，在OFDM系統(tǒng)發(fā)送端增加預編碼模塊，將 線性卷積轉變成循環(huán)卷積，在接收端僅僅需要一個簡單的一階(Ι-tap)均衡器，就可以完 全的消除ICI和ISI。這樣，不需要發(fā)送CP信號，消除了冗余，帶寬效率大大提高。具體包 括，利用TD-LTE系統(tǒng)發(fā)送端已知信道信息，構建發(fā)送端調制矩陣，根據(jù)記憶特性和符號反 饋，設計TDP預編碼模塊。在TD-LTE鏈路中增加TDP預編碼模塊，消除ICI和ISI，極大地 改進了 TD-LTE系統(tǒng)的帶寬利用效率。
在增加反饋信道后，該預編碼模塊也可以應用到FDD-LTE系統(tǒng)提高帶寬效率。一種利用時域預編碼器提高帶寬效率的LTE系統(tǒng)，資源要素映射模塊將發(fā)送端數(shù) 據(jù)X(k)映射到資源塊的每個資源要素中，逆變換模塊對映射數(shù)據(jù)進行離散傅里葉逆變換， 得到時域信號x(k)，預編碼模塊對x(k)進行時域預編碼，生成預編碼信號q(k)，并/串轉 換模塊對信號q(k)作并/串轉換，獲得串行數(shù)據(jù)流，通過信道發(fā)送到接收端，接收端收到數(shù) 據(jù)為r(k)作串/并轉換，一階均衡器對接收到的并行數(shù)據(jù)流y(k)進行一階均衡得到均衡 信號Y (k)，傅立葉變換器對均衡信號Y (k)作離散傅立葉變換恢復出原始數(shù)據(jù)。所述預編碼模塊q(k)包括線性矩陣調制單元Mt與延遲單元，減法器將時域信 號x(k)與由同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號q(k)通過延遲單元所得到的信號q(k-l) 相減，通過線性矩陣調制單元Mt進行調制，得到調制信號Mt*(x(k)-q(k-l))，將此調制 信號與時域信號x(k)送入加法器相結合，得到預編碼信號q(k)。對于單天線系統(tǒng)，所 述線性矩陣調制單元Mt具體為，根據(jù)信道沖擊響應CIR的向量h = [h(0)，h(l)，...， h (L) ]τ，建立信道沖擊響應的向量矩陣為Ch和Ct，根據(jù)向量矩陣Ch和Ct構建調制矩 陣
。對于多天線系統(tǒng)，信道系數(shù)矩陣為H = [hn，h12 ;h21，h22]， 根據(jù)信道系數(shù)矩陣分解向量矩陣Ch u和Ct—…根據(jù)Ch u和Ct u構建調制矩陣Mt」j為 TDP 預編碼模塊滿足 其中，x_j(k)表示發(fā)送天線j上的信號。本發(fā)明還提出LTE系統(tǒng)中利用時域預編碼器提高帶寬效率的方法，具體包括，資 源要素映射模塊將發(fā)送端數(shù)據(jù)X(k)映射到資源塊的每個資源要素中，逆變換模塊對映射 數(shù)據(jù)進行離散傅里葉逆變換，得到時域信號X(k)，預編碼模塊對x(k)進行時域預編碼，生 成預編碼信號q (k)，并/串轉換模塊對信號q (k)作并/串轉換，獲得串行數(shù)據(jù)流，通過信道 發(fā)送到接收端，接收端收到數(shù)據(jù)為r(k)作串/并轉換，一階均衡器對接收到的并行數(shù)據(jù)流 y(k)進行一階均衡得到均衡信號Y (k)，傅立葉變換器對均衡信號Y (k)作離散傅立葉變換 恢復出原始數(shù)據(jù)。一種TDP預編碼模塊，q(k)包括線性矩陣調制單元Mt、延遲單元、減法器、加法器， 將時域信號X(k)與由同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號q(k)通過延遲單元所得到的信號 q (k-1)相減，通過線性矩陣調制單元Mt進行調制，得到調制信號Mt* (x (k) -q (k_l))，將此調 制信號與時域信號x(k)送入加法器相結合，得到預編碼信號。在增加反饋信道后，該預編碼也可以應用到FDD-LTE系統(tǒng)改善帶寬效率。使用了 TDP預編碼模塊的OFDM系統(tǒng)，可以將線性卷積轉變成循環(huán)卷積，本發(fā)明為 OFDM系統(tǒng)設計一種新的預編碼，利用該預編碼取代CP，可以將線性卷積轉變成循環(huán)卷積的 目的，通過在TD-LTE鏈路中增加TDP預編碼模 塊，消除ICI和ISI，在接收端僅僅需要一個 簡單的一階(Ι-tap)均衡器，就可以完全的消除ICI和ISI。這樣，不需要發(fā)送CP信號，消 除了冗余，帶寬效率大大提高。


圖1攜帶CP的OFDM系統(tǒng)模型(CP-0FDM)
圖2采用TDP模塊的Precoded-OFDM系統(tǒng)模型圖3TDP預編碼模塊圖 42X2MIM0 信道圖5TD-LTE鏈路中增加TDP預編碼模塊示意圖
具體實施例方式以下通過附圖和具體實施例對本發(fā)明的實施作進一步具體說明。如圖1所示攜帶CP的OFDM系統(tǒng)模型(CP-OFDM)。假設是經(jīng)資源單元映射之后生成的、準備在k時刻進行傳輸?shù)念l域符號，經(jīng)過IFFT之后，其長度變?yōu)镹，對應的時域符 號被定義為 其中，F(xiàn)是NX N的DFT矩陣，且有，F(xiàn)h = F—1代表IDFT變換。對于使用互惠原則的TDD系統(tǒng)信道沖擊響應系數(shù)(CIR)在發(fā)送端已知，CIR代表 的是信號經(jīng)過信道時所產(chǎn)生的衰落，體現(xiàn)的是信道對信號所產(chǎn)生的作用。假設CIR長度為1^+1，且N > L+l。IDFT之后，在每個符號前面添加CP，CP是該符 號最后L個抽樣的重復。若h = [h (0)，h (1)，. . .，h (L) ]τ是CIR的向量，根據(jù)CIR的向量 定義兩個NXN的矩陣Ch和Ct為 攜帶CP的符號在信道中進行傳輸，接收到的信號在前L個抽樣信號被取締以后， 可以被表示成 這里，n(k)是高斯白噪聲，且Cp = Ct+Ch。Cp是一個NXN的循環(huán)矩陣，這意味著信 號與信道進行的是循環(huán)卷積而不是線性卷積。當在接收端執(zhí)行了 DFT操作之后，得到的頻 域符號是 可以得至IJ:
(6)其中，玄是S = diag(H(l)，H (2)，· · ·，H (N))的共軛對稱擴展，H (1)，H (2)，…， H(N)代表在子載波頻率上估計的信道頻率響應。將(6)代進(5)，在無噪聲的情況下
(7)在接收端僅需要一個簡單的一階(Ι-tap)均衡器，就可以完全消除ICI，而且只要 相鄰的OFDM符號之間的循環(huán)前綴CP的長度大于等于信道沖擊響應的長度，就可以完全克 月艮ISI。由于本系統(tǒng)中沒有CP，接收端在k時刻接收到的信號為
(8)這樣，信號與信道實際進行的是線性卷積，線性卷積將會在接收到的信號中產(chǎn)生 ICI和ISI，且難以消除。為了消除信號中產(chǎn)生的ICI和ISI，并將線性卷積轉變成循環(huán)卷 積，OFDM系統(tǒng)(簡記為Precoded-OFDM，即NCP-0FDM)中采用時域預編碼。對經(jīng)過頻-時轉換之后的信號進行預編碼處理，即在OFDM系統(tǒng)的IDFT模塊之后 和串并變換之前設置預編碼模塊(簡記為TDP)，屬于時域的預編碼。如圖2所示為采用TDP 模塊的Precoded-OFDM系統(tǒng)模型。發(fā)送端數(shù)據(jù)X(k)經(jīng)過資源要素映射模塊將數(shù)據(jù)映射到資源塊的每個資源要素中 (導頻符號所占據(jù)的資源要素除外)，將映射數(shù)據(jù)經(jīng)過快速離散傅里葉逆變換IDFT，得到時 域信號x(k)，預編碼模塊對x(k)進行時域預編碼，生成預編碼信號q(k)，并/串轉換模塊 對信號q(k)作并/串轉換，即可把資源塊中經(jīng)預編碼后的數(shù)據(jù)變成一列串行的數(shù)據(jù)流，數(shù) 據(jù)流經(jīng)過信道，增加噪聲η (k)，接收端收到數(shù)據(jù)為r (k)。串/并轉換模塊對接收到的數(shù)據(jù)作串/并轉換。將串行數(shù)據(jù)流r (k)變成并行數(shù) 據(jù)流y(k)，一階均衡器對接收到的并行數(shù)據(jù)流y(k)進行一階均衡得到均衡信號Y (k)，離散 傅立葉變換器對均衡信號Y(k)作離散傅立葉變換DFT即可恢復出原來的數(shù)據(jù)。對于單天線系統(tǒng)，假設發(fā)送端已知TD-LTE的TDD系統(tǒng)的信道，獲取信道沖擊響應 CIR的向量為h = [h(0)，h⑴，...，h(L)]T，調用公式(2)和(3)獲得信道沖擊響應系數(shù) CIR的向量矩陣為Ch和Ct。基于最大限度抵消信道引入的ISI和ICI的原則，根據(jù)CIR的 向量矩陣Ch和Ct構建如下所示調制矩陣Mt,
(9)該Mt是NXN矩陣，*表示Ct的Moore-Penrose偽逆，上標H為矩陣的共軛轉置。如圖3所示為本發(fā)明所述構建TDP預編碼模塊的方式之一，基于最簡化的原則，該 TDP預編碼模塊包括一個線性矩陣調制Mt單元和延遲單元，由線性矩陣調制單元與延遲單 元并聯(lián)構成。通過快速離散傅里葉逆變換IDFT產(chǎn)生的時域信號x(k)，該時域信號x(k)與由其 同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號q(k)通過延遲單元所得到的信號q(k-l)相減，然后將 相減所得信號通過線性矩陣調制單元Mt進行調制，得到調制信號Mt* (x (k) -q (k-1))，將此 調制信號與原來IDFT所產(chǎn)生的時域信號x(k)送入加法器相結合，即可得到通過時域預編 碼器TDP所生成的信號q(k)，即
(10)其中，x(k)是發(fā)送端的信號，Mt為發(fā)送調制矩陣，q(k_l)，q(k)均為經(jīng)過時域預編碼之后生成的兩個相鄰時刻的數(shù)據(jù)。經(jīng)過時域預編碼器TDP的信號q(k)經(jīng)過信道傳輸?shù)浇邮斩撕?，PrecodechOFDM系 統(tǒng)接收端的接收信號為
(11)其中，n(k)為信道產(chǎn)生的高斯白噪聲。將式(9)和(10)代進(11)式，可以得到
12) 從上式可知，將已經(jīng)進行了時域預編碼的信號 q
通過信道進行傳輸，此時 信道信號為
道對信號的作用是線性卷積。但是，使用時域預編碼以后，線性卷積轉變成了循環(huán)卷積，即 y(k) =Cp*x(k)+n(k)，因為Cp = Ct+Ch是一個NXN的循環(huán)矩陣，由式⑵和式(3)相加可 以得知。這意味著用TDP模塊取代CP模塊后，完全消除了信號中產(chǎn)生的ICI和ISI，在接收 端只需要使用一個簡單的一階均衡(I-Tap)就可以將原信號恢復出來。由于在該時域預編 碼方案中沒有使用CP，所以系統(tǒng)中沒有任何冗余，也就沒有任何的帶寬損失，從而改進了帶 寬利用效率。可采用線性預編碼和非線性預編碼對調制信號進行預編碼處理，如采用線性預編 碼中的迫零預均衡(TxZF)和最小均方誤差預均衡(TxMMSE)迫零預均衡在ZF情況下，其相應的發(fā)射為X = Fe，且有F= β H—1。在接收端得 至= c + οβ根據(jù)式(3. 4)，滿足發(fā)射功率約束。即^ =該β值在接收機端通過自動增益控制機制來實現(xiàn)。對于某些比較惡劣的H，β值 可以選擇的非常小，這等效于較低的SNR。最小均方誤差預均衡(TxMMSE)確定調制矩陣時采用了最小均方誤差(MMSE)準則，發(fā)送濾波器滿足一定的功率 約束條件 匪SE預均衡相對于ZF預均衡，可以減少發(fā)送功率。非線性預編碼可采用THP預編碼和網(wǎng)格預編碼(Trellis預編碼)。THP預編碼是針對嚴重線性失真的SISO信道中的符號間干擾(ISI)的均衡問題的 一種預編碼方法。在信號進行傳輸前對其進行均衡。但是TH預編碼需要發(fā)送端知道信道 特性。網(wǎng)格預編碼在均衡器輸出端對噪聲進行白化，該模式結合了編碼，預編碼，編碼整形 和網(wǎng)格圖形，但網(wǎng)格預編碼技術同樣不太適合頻率選擇性衰落信道。
為了適應LTE系統(tǒng)，對于多天線系統(tǒng)，以下結合在MIMO信道對本發(fā)明的實施進一 步說明，該系統(tǒng)為MIMO-Precoded-OFDM系統(tǒng)。 對于通用的LTE系統(tǒng)，通常將TDP預編碼模塊置于快速離散傅里葉變換模塊(IDFT 模塊)之后，對IDFT之后產(chǎn)生的時域信號進行操作。由圖3可知，TDP預編碼模塊僅需要一個線性矩陣調制Mt單元和延遲單元。把在發(fā)送端已知的信道沖擊響應系數(shù)CIR按照矩陣(2)和矩陣(3)進行排列，再 根據(jù)式(9)構建調制矩陣
;。對于通過調制矩陣未消除的由于信道 對信號進行線性卷積所帶來的ISI和ICI，根據(jù)記憶特性和符號反饋，構建時域預編碼TDP 模塊。然后，將已編碼信號通過信道，由于采用了時域預編碼算法，使得信道原進行的線性 卷積轉換成了循環(huán)卷積，因為不存在任何的冗余，所以系統(tǒng)的帶寬效率沒有任何的損失。為描述簡單，選擇如圖4所示的2X2MIM0信道為例進一步說明，HijG = 1，2代表 發(fā)送天線；i = 1，2代表接收天線)表示的是一對收發(fā)天線之間的信道狀態(tài)。眾所周知，對 于2X2的MIMO信道，其信道系數(shù)矩陣可以表示為=H= [hn，h12;h21，h22]。每一個腳標i j 表示是的發(fā)射天線j到接收天線i之間的信道狀態(tài)。因此，依據(jù)信道系數(shù)矩陣H，可以分解 出四個類似的矩陣Ct _ii，Ct—12，Ct—21，Ct—22，Ch—n，Ch—12，Ch—21，Ch—22o 每一個矩陣Ch u和Ct ij(i =1,2 ；j = 1,2)都是根據(jù)式(2)和式(3)來進行構造的，矩陣Ch u和Ct u中的每一個元 素均取自信道系數(shù)矩陣H的對應元素hijt)根據(jù)Ct ij構建調制矩陣Mt ij如下
(13)對應的TDP預編碼模塊滿足 其中，x_j(k) (j = 1,2)表示的是發(fā)送天線j上的信號。TDP預編碼模塊根據(jù)公式(14)對發(fā)送天線j到接收天線i的數(shù)據(jù)進行調制，生成 預編碼信號q—u(k)。每一根接收天線接收到的都是來自兩根發(fā)送天線的數(shù)據(jù)，由式(11)知接收天線1 上的數(shù)據(jù)為 其中，q n(k_l)，q n(k)表示的是發(fā)射天線1到接收天線1上的已進行了時域預編 碼的兩個相鄰時刻的信號，q12 (k-Ι)，q12 (k)表示的是發(fā)射天線2到接收天線1上的已進行了時域預編碼的 兩個相鄰時刻的信號，n Jk)表示接收天線1的噪聲。代入(13)和(14)式中對應的參數(shù) (16)其中， 對于MIMO-Precoded-OFDM系統(tǒng)，接收端的接收信號相當于Precoded-OFDM系統(tǒng)進行了垂直分層空時編碼，利用串行干擾反饋抵消方法，可以恢復出原信號x—iGO和x_2(k)。S卩，如式(16)所示，將接收天線上所接收到的信號
)通過一階均衡，分別乘以矩陣 Cp n 和 Cp 21 的 逆，即可得到接收天線1上的信號為 在無噪聲的情況下，接收天線1上的數(shù)據(jù)可以得到完全的恢復。接收天線2上的數(shù)據(jù)與接收天線1完全相同，這里不再贅述。我們通過性能及帶寬效率的仿真比較來分析實施效果。利用時域預編碼器的LTE系統(tǒng)構建如圖5所示，發(fā)送端碼字首先經(jīng)過加擾模塊，將 碼字與特定的加擾序列相結合，產(chǎn)生新的加擾比特流，然后經(jīng)過調制模塊。LTE下行鏈路采 用的是QPSK調制。調制模塊輸入的數(shù)據(jù)是二進制已加擾比特的數(shù)字序列，QPSK調制把二 進制數(shù)字序列中每兩個比特分成一組，共有四種組合，即00，01，10，11，其中每一組稱為雙 比特碼元。每次調制可傳輸2個信息比特，這些信息比特是通過載波的四種相位來傳遞的。 解調器根據(jù)星座圖及接收到的載波信號的相位來判斷發(fā)送端發(fā)送的信息比特。調制完成 之后，經(jīng)過層映射，將奇數(shù)號的符號全部映射到第一層上，偶數(shù)號的符號全部映射到第二層 上。再經(jīng)過資源要素映射，將發(fā)送端數(shù)據(jù)X(k)映射到資源塊的每個資源要素中(導頻符號 所占據(jù)的資源要素除外)，然后經(jīng)過快速離散傅里葉逆變換IDFT得到時域信號x(k)，通過 對x(k)進行時域預編碼，產(chǎn)生q(k)信號。在TD-LTE下行鏈路中新增加TDP預編碼模塊，同時去掉了增加循環(huán)前綴CP的功 能模塊，信道采用7徑信道模型，并且各徑幅度服從瑞利分布，信道帶寬為1.6MHz，系統(tǒng)中 采用128點FFT，循環(huán)前綴長度7個采樣間隔，對二進制數(shù)據(jù)流采用QPSK調制方式。利用塊 狀導頻模式，且假設導頻幀的信道響應已準確估計，在時域采用線性插值方式進行信道估 計，并對系統(tǒng)的誤比特性能進行比較。時域預編碼模塊的主要作用過程如下為了抵消信道做線性卷積引入的ISI和ICI，設計調制矩陣
，其中Ch和Ct如式(2)和式(3)所示，Mt是NXN矩陣，*表示Ct的 M00re-Penr0se偽逆，上標H為矩陣的共軛轉置。在此基礎上，引入記憶特性和符號反饋，設 計TDP預編碼模塊。其輸入輸出關系滿足
至此實現(xiàn)了對 信號x(k)進行時域預編碼的目的。并/串轉換器，將資源塊中的數(shù)據(jù)變成一列串行的數(shù)據(jù)流。然后將這些數(shù)據(jù)流從 各自的天線上發(fā)射出去。在TD-LTE系統(tǒng)中使用正常長度的CP(記為正常CP)和擴展長度的CP(記為擴展 CP)，以及不使用CP而使用TDP預編碼的MIMO-Precoded-OFDM系統(tǒng)，對系統(tǒng)帶寬效率進行 比較。使用擴展長度CP的系統(tǒng)雖然可以獲得較好的誤碼性能，但是由于插入的保護抽樣信 號太多，帶寬效率相對于使用正常長度CP的系統(tǒng)和使用TDP的系統(tǒng)相比而言，有較大的下 降，僅僅為80%。因為其不需要使用CP，TDP系統(tǒng)可以實現(xiàn)帶寬效率的最大化，使用正常長 度CP的系統(tǒng)帶寬效率介于二者之間，但也有約10%的損失。
權利要求
一種利用時域預編碼器提高帶寬效率的LTE系統(tǒng)，其特征在于，資源要素映射模塊將發(fā)送端數(shù)據(jù)X(k)映射到資源塊的每個資源要素中，逆變換模塊對映射數(shù)據(jù)進行離散傅里葉逆變換，得到時域信號x(k)，預編碼模塊對x(k)進行時域預編碼，生成預編碼信號q(k)，并/串轉換模塊對信號q(k)作并/串轉換，獲得串行數(shù)據(jù)流，通過信道發(fā)送到接收端，接收端收到數(shù)據(jù)為r(k)作串/并轉換，一階均衡器對接收到的并行數(shù)據(jù)流y(k)進行一階均衡得到均衡信號Y(k)，傅立葉變換器對均衡信號Y(k)作離散傅立葉變換恢復出原始數(shù)據(jù)FSA00000177269600011.tif
2.根據(jù)權利1所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，所述預編碼模塊q(k)包括線性矩陣調制 單元Mt與延遲單元，減法器將時域信號x(k)與由同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號q(k) 通過延遲單元所得到的信號q(k-l)相減，通過線性矩陣調制單元Mt進行調制，得到調制信 號Mt* (x (k) -q (k-1))，將此調制信號與時域信號x (k)送入加法器相結合，得到預編碼信號 q(k)。
3.根據(jù)權利2所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，對于單天線系統(tǒng)，所述線性矩陣調制單元 Mt具體為，根據(jù)信道沖擊響應CIR的向量h = [h (0)，h (1)，. . .，h (L) ]T，建立信道沖擊響應 的向量矩陣為Ch和Ct，根據(jù)向量矩陣Ch和Ct構建調制矩陣M, =cf{c,cfrch。
4.根據(jù)權利2所述的LTE系統(tǒng)，其特征在于，對于多天線系統(tǒng)，信道系數(shù)矩陣為H= [hn，h12 ；h21，h22]，根據(jù)信道系數(shù)矩陣分解向量矩陣Ch—u和Ct—u，根據(jù)Ch—u和Ct—u構建調制 矩陣 Mt』為:MtJj，TDP預編碼模塊滿足q」」(k) = x_j (k) (x」(k) _q」」(k_l))，其中，X-j(k)表示發(fā)送天線j上的信號。
5.LTE系統(tǒng)中利用時域預編碼器提高帶寬效率的方法，其特征在于，資源要素映射模 塊將發(fā)送端數(shù)據(jù)X(k)映射到資源塊的每個資源要素中，逆變換模塊對映射數(shù)據(jù)進行離散 傅里葉逆變換，得到時域信號x (k)，預編碼模塊對x (k)進行時域預編碼，生成預編碼信號 q(k)，并/串轉換模塊對信號q(k)作并/串轉換，獲得串行數(shù)據(jù)流，通過信道發(fā)送到接收 端，接收端收到數(shù)據(jù)為r(k)作串/并轉換，一階均衡器對接收到的并行數(shù)據(jù)流y(k)進行一 階均衡得到均衡信號Y(k)，傅立葉變換器對均衡信號Y(k)作離散傅立葉變換恢復出原始 數(shù)據(jù)f (幻。
6.根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述預編碼模塊q(k)包括線性矩陣調制 單元Mt與延遲單元，減法器將時域信號x(k)與由同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號q(k) 通過延遲單元所得到的信號q(k-l)相減，通過線性矩陣調制單元Mt進行調制，得到調制信 號Mt* (x (k) -q (k-1))，將此調制信號與時域信號x (k)送入加法器相結合，得到預編碼信號 q(k)。
7.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，對于單天線系統(tǒng)，所述線性矩陣調制單元 Mt具體為，根據(jù)信道沖擊響應CIR的向量h = [h (0)，h (1)，. . .，h (L) ]T，建立信道沖擊響應 的向量矩陣為ch和ct，根據(jù)向量矩陣ch和ct構建調制矩陣m, =c:ch=cf(c,cn~1ch。
8.根據(jù)權利要求6所述的方法，其特征在于，對于單天線系統(tǒng)，對于多天線系統(tǒng)，信 道系數(shù)矩陣為H = [hn，h12 ；h21，h22]，根據(jù)信道系數(shù)矩陣分解向量矩陣Ch—。_和Ct—u，根據(jù) Ch和Ct』構建調制矩陣Mt』為踔』=C![v(C,HrCh u，預編碼模塊滿足q Jk)=2XdGO+MtaUjGO-q "(k-l))，其中，X_j(k)表示發(fā)送天線j上的信號。
9. 一種TDP預編碼模塊，其特征在于，所述預編碼模塊包括線性矩陣調制單元Mt、延 遲單元、減法器、加法器，減法器將時域信號x(k)與由同一個時刻產(chǎn)生的時域預編碼信號 q(k)通過延遲單元所得到的信號q(k-l)相減，相減后的信號通過線性矩陣調制單元隊進 行調制，得到調制信號Mt* (x (k) -q (k-1))，將此調制信號與時域信號x (k)送入加法器相結 合，得到預編碼信號。
全文摘要
本發(fā)明請求保護一種利用時域預編碼器(TDP)提高LTE系統(tǒng)帶寬效率的技術，涉及LTE無線通信技術，利用矩陣調制和時域預編碼技術。該預編碼器利用TD-LTE系統(tǒng)發(fā)送端已知信道信息的特點，根據(jù)信道信息構造發(fā)送調制矩陣，在此基礎上引入記憶特性和符號反饋來設計TDP預編碼模塊。在TD-LTE鏈路中增加TDP預編碼模塊后，在系統(tǒng)中不需要發(fā)送CP，由于不需要發(fā)送CP信號，消除了冗余，帶寬效率就大大提高。在增加反饋信道后，該預編碼也可以應用到FDD-LTE系統(tǒng)改善帶寬效率。
文檔編號H04L27/26GK101867553SQ201010203790
公開日2010年10月20日 申請日期2010年6月21日 優(yōu)先權日2010年6月21日
發(fā)明者李季, 謝顯中 申請人:重慶郵電大學