一種數(shù)據(jù)的發(fā)送方法、接收方法、系統(tǒng)及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種數(shù)據(jù)的發(fā)送方法、接收方法、系統(tǒng)及裝置，涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】。本發(fā)明公開的數(shù)據(jù)的發(fā)送方法包括：數(shù)據(jù)發(fā)射端對信號依次進行信道編碼、交織、加擾及調(diào)制操作；所述數(shù)據(jù)發(fā)射端利用數(shù)據(jù)接收端反饋的碼字序號從預先定義的碼本中選擇相應的碼字，根據(jù)所選擇的碼字獲得信道信息；所述數(shù)據(jù)發(fā)射端根據(jù)信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)和所述信道信息對所述調(diào)制操作后的信號進行非線性預編碼，將經(jīng)過非線性預編碼的信號發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收端。本發(fā)明還公開了一種數(shù)據(jù)接收方法及發(fā)送、接收裝置。本申請技術(shù)方案可以有效的抵制實際應用中量化誤差、信道估計誤差以及發(fā)射端缺少信道瞬時幅值信息這三個因素對預編碼性能的不良影響，從而獲得更好的系統(tǒng)性能。
【專利說明】一種數(shù)據(jù)的發(fā)送方法、接收方法、系統(tǒng)及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及通信【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種包含魯棒非線性預編碼的發(fā)射方法、接 收方法、系統(tǒng)及裝置。

【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，移動通信技術(shù)朝著更高速率、更高頻譜利用率的方向發(fā)展。多輸入多輸出 (Multiple-Input Multiple-Output,ΜΙΜΟ)技術(shù)能夠在不增加系統(tǒng)帶寬和天線發(fā)射功率的 情況下成倍的提高無線信道容量，成為未來無線通信的一項關(guān)鍵技術(shù)。但是，在無線通信 系統(tǒng)中，一個基站在相同的時頻資源與多個共信道用戶通信，必然存在嚴重的共信道干擾 (Co-channel Interference, CCI)，同時，由于接收機地理上的分隔，不能共享各自的信道 信息，接收端的聯(lián)合檢測也不能采用。因此，將干擾抑制的技術(shù)放到了發(fā)射端，發(fā)射端預編 碼就成為解決CCI問題的一種有效方案。目前的預編碼技術(shù)可分為線性預編碼與非線性預 編碼，非線性預編碼相比于線性預編碼具有更低的誤碼率和更高的容量，其中，模代數(shù)預編 碼又稱為湯姆林森-哈拉希瑪預編碼（Tomlinson-Harashima Precoding，THP)是目前一種 比較實用的下行鏈路的非線性預編碼方案，它能獲得很好的系統(tǒng)性能同時逼近信道容量的 上限。
[0003] 但是，這種非線性預編碼的設計方案是在發(fā)射端能夠獲得完美的信道狀態(tài)信息 (Channel State Information，CSI)情況下推導的。不幸的是，在實際系統(tǒng)中，發(fā)射端是不 可能獲得完美CSI的。若無線通信系統(tǒng)采用時分雙工（Time Division Duplex，TDD)工作 模式，發(fā)送端可以通過互異性原理，將基站估計得到的上行鏈路信道信息作為下行鏈路的 信道信息，但是上行鏈路與下行鏈路并不是完全對等的，且上下行傳輸在TDD工作方式下 處于不同的傳輸時刻，因而基站通過互異性獲得的信道狀態(tài)信息中不可避免的存在誤差。 另外，當無線通信系統(tǒng)采用頻分雙工（Frequency Division Duplex,FDD)方式工作時，通常 由用戶終端來估計下行鏈路信道信息，然后用戶通過反饋鏈路將下行鏈路的信道信息反饋 給基站。但是實際系統(tǒng)中反饋信道的帶寬資源是有限的，用戶為了符合反饋信道的容量要 求，往往先將信道信息進行量化，然后將代表量化后信道的有限比特數(shù)反饋給基站，最后由 基站根據(jù)反饋獲得的信息盡可能地恢復出信道信息。具體而言，接收用戶首先估計出各自 的信道h ek，該信道與完美信道hk之間存在量化誤差ek，然后將hek的信道方向信息（Channel Direction Information,CDI) k =1/1111量化為一個范數(shù)為1的向量L，之后將代表 索引號的B比特信息通過反饋信道反饋到發(fā)射端。其中是按照一定的規(guī)則從一個預 先離線設計的碼本ck中選擇的，該碼本是由2Β個范數(shù)為1的向量組成的，并且發(fā)射、接收端 均知道該碼本。發(fā)射端根據(jù)收到的Β比特信息從離線碼本中選擇合適的向量恢復出量化信 道矩陣? = [?ιε1，...，?ιβν；Γ。這種方案會導致基站獲得的系統(tǒng)信道信息與真實的信道信息之 間存在一定的量化誤差，而這種量化誤差的大小是由反饋鏈路的容量決定的。同時，通過反 饋信道反饋回發(fā)送端的僅僅是信道的方向信息，信道的幅值信息并沒有得到反饋。此外，接 收端估計得到的信道信息與完美信道相比還存在一定的估計誤差。在上述諸多因素的影響 下，基站獲得的下行鏈路信道信息與真實的信道信息并不完全匹配，再加上傳統(tǒng)的非線性 預編碼對信道的誤差是十分敏感，導致根據(jù)完美信道信息設計的包含非線性預編碼的系統(tǒng) 在實際應用中性能下降十分明顯。
[0004] 基站獲得信道與實際信道不匹配是十分實際的問題，但是現(xiàn)有的技術(shù)中卻沒有很 好的方法來解決這一不匹配對系統(tǒng)性能造成的影響。
[0005] 從上述內(nèi)容可以看出，現(xiàn)有技術(shù)主要將基站獲得的量化信道矩陣?作為真實的 信道信息去替代原有的模代數(shù)預編碼方案中的完美信道矩陣信息Η，從而利用基于完美信 道矩陣信息的模代數(shù)預編碼方案消除干擾。
[0006] 但是在假設發(fā)射端能獲得完美信道矩陣信息Η的情況下，根據(jù)是否考慮噪聲對系 統(tǒng)性能的影響，ΤΗΡ預編碼可以分為基于迫零（Zero Forcing，ZF)準則的ΤΗΡ預編碼方案和 基于最小均方誤差（Minimum Mean Square Errors, MMSE)準則的THP預編碼方案，兩者的 處理流程完全相同，只是在不同的約束條件下得到的反饋矩陣、前饋矩陣及加權(quán)因子的表 達式略有不同。其中下行多用戶THP預編碼系統(tǒng)的一般模型如圖1所示。下面以基于MMSE 準則的THP預編碼方案為例說明具體處理流程。
[0007] 下行MU-MIS0鏈路基于麗SE準則的THP預編碼算法的主要思想是使接收端判決 前的數(shù)據(jù)向量ν'與發(fā)送端等效反饋信道的有效輸入向量v誤差最小。該誤差可以表示為
[0008]

【權(quán)利要求】
1. 一種數(shù)據(jù)的發(fā)送方法，其特征在于， 數(shù)據(jù)發(fā)射端對信號依次進行信道編碼、交織、加擾及調(diào)制操作； 所述數(shù)據(jù)發(fā)射端利用數(shù)據(jù)接收端反饋的碼字序號從預先定義的碼本中選擇相應的碼 字，根據(jù)所選擇的碼字獲得信道信息； 所述數(shù)據(jù)發(fā)射端根據(jù)信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)和所述信道信息對所述調(diào)制操作后的信號 進行非線性預編碼，將經(jīng)過非線性預編碼的信號發(fā)送給所述數(shù)據(jù)接收端。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于， 所述信道誤差包含信道估計誤差和/或量化誤差。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于， 所述信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)包括信道估計誤差的期望與方差，量化誤差的期望。
4. 一種數(shù)據(jù)的接收方法，其特征在于， 數(shù)據(jù)接收端對信道狀態(tài)信息進行估計，得到當前的信道狀態(tài)信息矩陣； 所述數(shù)據(jù)接收端利用矩陣分解對當前的信道狀態(tài)信息矩陣進行處理和幅度歸一化處 理，獲得等效信道，所述等效信道包括信道方向信息； 所述數(shù)據(jù)接收端將所述等效信道量化為預先定義的碼本中的一碼字，并將該碼字位于 碼本中的碼字序號反饋到數(shù)據(jù)發(fā)射端； 所述數(shù)據(jù)接收端接收所述數(shù)據(jù)發(fā)射端發(fā)送的信號，對該信號依次進行求模、判決、解 調(diào)、去擾、去交織、信道譯碼操作。
5. 如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接收端從所述數(shù)據(jù)發(fā)射端接收的 信號為： 所述數(shù)據(jù)發(fā)射端根據(jù)所述數(shù)據(jù)接收端反饋的碼字序號，以及信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)對調(diào) 制后的信號進行非線性預編碼得到的信號。
6. 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接收端利用矩陣分解對當前的 信道狀態(tài)信息矩陣進行處理指： 將各用戶的MMO信道變換為等效的MISO信道，其中，當用戶屬于單天線的MISO系統(tǒng) 時，不再利用矩陣分解對當前的信道狀態(tài)信息矩陣進行處理。
7. 如權(quán)利要求4或5所述的方法，其特征在于，所述數(shù)據(jù)接收端對當前的信道狀態(tài)信息 矩陣進行幅度歸一化處理指： 將等效的MISO信道分解為幅度信息和方向信息兩部分； 利用幅度信息的倒數(shù)對實際傳輸信道幅度進行歸一化，等效于反饋了信道瞬時幅度信 息；； 將信道方向信息量化為預先定義的碼本中的某一碼字，將代表這一碼字在碼本中位置 的B比特信息通過反饋信道反饋回所述數(shù)據(jù)發(fā)射端。
8. -種數(shù)據(jù)的發(fā)送裝置，其特征在于，包括： 第一處理單元，對信號進行信道編碼、交織、加擾及調(diào)制操作； 第二處理單元，利用數(shù)據(jù)接收端反饋的碼字序號從預先定義的碼本中選擇相應的碼 字，，并根據(jù)所選擇的碼字獲得信道信息； 預編碼單元，根據(jù)信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)和所述第二處理單元獲得的信道信息對所述第 一處理單元調(diào)制后的信號進行非線性預編碼； 發(fā)射單元，將所述預編碼單元進行非線性預編碼后的信號發(fā)送給數(shù)據(jù)接收端。
9. 如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于， 所述信道誤差包含信道估計誤差和/或量化誤差。
10. 如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于， 所述信道誤差的統(tǒng)計參數(shù)包括信道估計誤差的期望與方差，量化誤差的期望。
11. 一種數(shù)據(jù)的接收裝置，其特征在于，包括： 信道估計單元，對信道狀態(tài)信息進行估計，得到當前的信道狀態(tài)信息矩陣； 信道處理單元，利用矩陣分解對當前的信道狀態(tài)信息矩陣進行處理和幅度歸一化處 理，獲得等效信道，其中，所述等效信道包括信道方向信息； 信道量化反饋單元，將所述等效信道量化為預先定義的碼本中的一碼字，并將該碼字 位于所述碼本中的碼字序號反饋到數(shù)據(jù)發(fā)射端； 接收單元，從所述數(shù)據(jù)發(fā)射端接收非線性預編碼后的信號； 處理單元，對所述接收單元接收的信號依次進行求模、判決、解調(diào)、去擾、去交織、信道 譯碼操作。
【文檔編號】H04L25/02GK104283634SQ201310285982
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2013年7月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月8日
【發(fā)明者】鄭鳳, 孫嚴智, 劉建明, 陳潤芊, 莊文, 周思, 張婷婷, 盧國仙, 陳藝戩 申請人:中興通訊股份有限公司