手胜来
LTE系统中预编码相关技术研究
熊岳平何海浪
(湖南省邵阳学院信息工程学院湖南邱阳422000)
应用研究
摘要：LTE采用OFDM(Orthogonal FrequencyDivision Multiplexing，正交频分复用）和MIMO(MultipleInputMultipleOutput，多输入多输出) 相关技术作为其无线网络演进的标准。预编码技术可以分为基于码本的预编码方式和基于非码本的预编局方式，本文主要研究了LTE系统中预编码码本设计。
关键调：LTEMIMO预编码
中图分类号：TN914 1、引言
文章编号：1007-9416(2011)05-013301
文献标识码：A
4、基于非码本预编码设计
预编码技术可以分为基于码本的预编码方式和基于非码本的预编码方式，LTE系统中同时支持这两种方式。由于大多数预编码方案都需要在发送端已知当前的信道状态信息，但是因为反馈信道的开销十分昂责"，人们才提出了基于码本的预编码方法。基于码本的预编码方法要求发送端和接收端共享同一套码本集合，这样的预编码方案使得反馈信道所需传输的数据十分有限，
通常只有几个比特的大小，大大的节约了成本。 2、LTE系统中的MIMO技术
MIMO技术是在发射端和接收端都采用多个天线，它在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率-]。假设信道模型为Nt发送天线和Nr接收天线的MIMO系统，空间传输信道特征为瑞利平坦衰落。
相比于SISO系统来说MIMO系统最明品的技术特征就是带来信道容量的大幅度提高。具有接收机CSI的N,xN,独立分布瑞利衰落MIMO信道的容量是随机信道矩阵H的奇异值分布的函
数，其公式如下所示！，
SNR"
C = E[loga det(Ix
N
()
其中H表示矩阵H的共轭转置矩阵。在高信噪比时，该容量近似等于NlogSNR(b/s/HZ），其中 N=min(N,,N,）。在低信噪比的时候，该容量可近似等
于N,log2e(b/s/Hz)。 3、基于码本预编码设计
人们对于本设计进行了深入的研究，并提出了很多有效的码本设计方案。其中这些设计方案集中归结于一个数学问题：设计一组N个矩阵元素，并能最大化其子空间之间的距离。这即著名的格菜斯曼子空间封装（Grassmanniansubspacepacking）间题。文献中提出了一种能够满足格拉斯受子空间封装要求的方法，并且稍加改进就可以实现在格拉斯曼空间内的任意子空间间距的码本矩阵设计。
在本设计中，一且确定了第一个码字P则整个码本集合都会确定。其他码本元素是由如下公式决定：
Pm=Q"P,m=2,..N
在文献[1-2]中有详细的关于u和P选择的介绍。
(2)
对于两个发送天线的情况，LTE中已经确定了起对应的线性预编码矩阵的码本。
万方数据
在非码本的预编码方式中，预编码矩阵是在发射端获得，发射端利用预测的信道状态信息，进行预编码矩阵的运算。常见的预编码计算方法有奇异值分解（SVD）、儿何均值分解（GMD）、统一信道分解（UCD）等。非码本预编码方式要求使用专用导频，即数据符号和导频符号一起进行预编码操作，这样接收端只需要通过信道估计就可以获得预编码之后的等效信道，
从面方便地进行数据解调。 5、仿真结果
图中仿真了在子载波数目为24，共发射了30组0FDM符号的 4*4MIMO系统中，基于最优化接收信号MSE各个子载波所选择的码本序号情况。该仿真所处的多径信道为6径。
20 15
5 0 0
10
20
30
时间（s)）
40
10
子载波所选择的码本序号示意图
6、结语
15
子载波序号
介绍了LTE的主要技术特征和LTE所采用的MIMO技术模型同时也讨论了LTE所支持的码本与非码本预编码技术。并重点对
LTE系统中预编码技术以及相关算法进行了研究。参考文献
[1]沈嘉.3GPP长期演进（LTE）技术原理与系统设计[M].人民邮电出版社,2008.
[2]多受.格拉耶布，MIMO通信系统编码[MI.2008.
[3]孙异,张晓光。MIM0系统信道容量研究[J],现代电子技术,2006(19):4-6.
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