用于TD‑LTE‑A中继系统的八天线双码本设计方法

摘要

本发明用于TD‑LTE‑A中继系统的八天线双码本设计方法，涉及检测或防止收到信息中的差错的应用空间分集接收装置，步骤是：生成秩为1和2情况下的基码本和子码本；生成秩为3和秩为4情况下的基码本和子码本；生成秩为5～8情况下的基码本和子码本。本发明方法在不增加系统反馈开销的情况下，可以获得更好的性能增益，从而克服了现有八天线双码本设计过于复杂或一些性能较差的缺点。

主权项

用于TD‑LTE‑A中继系统的八天线双码本设计方法，其特征在于步骤是：第一步，生成秩为1和2情况下的基码本和子码本利用3GPP R8协议中的四天线满秩码本来生成基码本，其中基码本中的预编码矩阵W₁均为块对角结构，而子码本利用4×1的单位向量生成，具体操作是：(1)利用3GPP R8协议中的四天线满秩码本来生成基码本C₁：首先将W₁^(k)写成块对角形式，即W₁^(k)＝diag(W^(k),W^(k)),k＝0,1,…,15，由W₁^(k)组成的码本子集即为基码本C₁，其中，W^(k)为3GPP R8协议中16个4×4的满秩矩阵，diag表示块对角化矩阵，(2)子码本C₂利用4×1的单位向量生成，具体形式如下：当秩为1时，用Y表示单位向量子码本C₂利用如下公式生成：当秩为2时，(Y₁,Y₂)同样取自单位向量子码本C₂利用如下公式生成：这里表示第n个元素为1，其余元素均为0的4×1向量；第二步，生成秩为3和秩为4情况下的基码本和子码本先生成两个旋转的DFT矩阵，并分别生成块对角矩阵，再分别与两个对角矩阵相乘后，得到基码本，而子码本利用8×1的单位向量e_n生成，具体操作是：(1)根据基于旋转的DFT公式生成两个基于旋转的DFT矩阵D₁和D₂，具体公式如下：其中W_g(m,n)表示预编码矩阵中第m行第n列的元素，N为接收天线个数，M为发射天线个数，(2)利用D₁，D₂生成两个块对角矩阵X⁽¹⁾和X⁽²⁾，即，X⁽¹⁾＝diag(D₁,D₁),X⁽²⁾＝diag(D₂,D₂)，其中diag表示块对角化矩阵，(3)根据公式D⁽ⁿ⁾＝diag(e^jπθ,e^j2πθ,e^j3πθ,e^j4πθ)生成两个对角矩阵D⁽¹⁾和D⁽²⁾，这里n＝1时，取θ＝0；n＝2时，取(4)将两个块对角矩阵X⁽¹⁾和X⁽²⁾分别与D⁽¹⁾和D⁽²⁾相乘得到最终的基码本C₁，(5)根据如下公式：生成子码本C₂，当秩为3时，取矩阵T其中的3列来组成子矩阵，当秩为4时，取矩阵T其中的4列来组成子矩阵，这里e_n表示第n个元素为1，其余元素均为0的8×1向量，T表示16×N_t的矩阵，这里的N_t为中继端发射天线个数；第三步，生成秩为5～8情况下的基码本和子码本取3GPP R8协议中四天线满秩码本中的前4个预编码矩阵分别生成块对角矩阵，组成基码本，而子码本利用8×1的单位向量e_n生成，具体操作是：(1)取3GPP R8协议中四天线满秩码本中的前4个预编码矩阵分别生成块对角矩阵，(2)当秩为5～7时，取第三步(1)中构造的所有4个块对角矩阵作为基码本C₁，当秩为8时，基码本C₁只包含其中一个块对角矩阵，(3)利用第二步(5)中的公式生成子码本C₂，利用8×1的单位向量e_n生成子码本C₂，当秩为5时取前5列作为子矩阵，秩为6时取前6列作为子矩阵，依此类推，直到秩为8时取前8列作为子矩阵；第四步，对上述所有预编码矩阵进行发射功率的归一化具体操作是：针对不同的秩，利用公式分别计算其中W为预编码矩阵，I_r×r为r×r的单位矩阵，而即为发射功率归一化因子，之后令所有预编码矩阵乘以其对应的归一化因子即可。