一种有序相位旋转预编码设计方法

摘要

本发明涉及一种有序相位旋转预编码设计方法，考虑了信道增益对空间星座点之间欧式距离的影响，该方法利用各信道的相位信息进行基于相位旋转的预编码设计，不同于传统相位旋转预编码的按照天线序号顺序排列旋转后的相位，本发明旋转后的相位是依据信道增益排序信息进行调整，以最大化幅值相近的空间星座点之间的欧氏距离为原则进行空间星座图的设计。该发明以较低的设计复杂度降低了系统的平均误符号概率，达到了进一步提升系统性能的目的。

主权项

一种用于空移键控调制多天线传输系统中的有序相位旋转预编码设计方法；所述多天线传输系统包括N_t根发射天线、N_r根接收天线，N_t＝2ⁿ，n为正整数其特征在于，具体步骤包括：(1)对N_r根接收天线进行编号，依次编号为1，2，…，l，…，N_r，对N_t根发射天线进行编号，依次编号为1，2，…，i，…，N_t，编号为l的接收天线和N_t根发射天线的信道矢量记作h_l，i为编号为i的发射天线到编号为l的接收天线的信道衰落系数，将h_l，i表示成信道增益与信道相位的形式，即是指相位，具体是编号为i的发射天线到编号为l的接收天线间的信道相位信息；(2)对h_l按信道增益信息即信道h_l，i的模值||h_l，i||由大到小的降序排列，编号依次为1，2，…，i，…，N_t，得到任意h_l，i的增益排序i^⊥；(3)根据h_l中的任意h_l，i的增益排序，计算增益排序编号为i的发射天线对应的相位旋转预编码ω_l，i，如式(Ⅰ)所示：式(Ⅰ)中，是参考相位，order(i^⊥)是空间星座图的相位顺序向量order的第i^⊥个元素的值；根据h_l，所有发射天线对应的相位旋转预编码矩阵表述为对角矩阵W_l，(4)对于编号为1，2，…，1，…，N_r的N_r根接收天线，重复步骤(2)和(3)，得到所有备选相位旋转预编码矩阵集合，备选相位旋转预编码矩阵集合中有N_r个预编码器；(5)以最小化平均误符号概率的性能上界为准则，在所有N_r个预编码器中选择最优的预编码器W作为最后设计的预编码器，如式(Ⅱ)所示：$W=\arg {\min }_{W_l,l=1,2,\mathrm{...},N_r}{\bar{P}}_s(H,W_l)---\left(II\right)$式(Ⅱ)中，是信道矩阵，为平均误符号概率的性能上界，的表达式如式(Ⅲ)所示：${\bar{P}}_s(H,W_l)=\frac{1}{N_t}{\Sigma }_{i=1}^{N_t}{\Sigma }_{k=1,k\ne i}^{N_t}Q\left(\frac{\left|\right|{\mathrm{HW}}_l(e_i-e_k)\left|\right|}{\sqrt{2}\sigma }\right)---\left(III\right)$式(Ⅲ)中，Q是高斯Q函数，e_i和e_k分别为第i个和第k个基向量，σ为高斯噪声的标准差。