基于树形码本的多天线无线通信系统高效反馈方法

摘要

基于树形码本的多天线无线通信系统高效反馈方法利用了实际信道在时间上的相关性，首先在发送端和接收端构造了树形结构的码本，然后按照最大化输出信噪比的准则在接收端获取最优波束成形矢量的表达式，根据该表达式和树形码本的树状结构对最优波束成形矢量进行量化，将量化得到的增量信息反馈给发送端，发送端再根据反馈信息选择相应码字作为波束成形矢量。传统的有限反馈系统每次反馈相同的比特数，其反馈量决定于码本的大小，本发明利用了信道的时间相关性，能以较低的反馈量获取与传统方案相似的系统性能。

主权项

1. 一种基于树形码本的多天线无线通信系统高效反馈方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、根据性能和复杂度的要求，利用GLA方法在发送端和接收端设计树形结构的码本；步骤二、按照最大化输出信噪比的准则确定发送端最优波束成形矢量w和接收端最大比合并矢量z的表达式：$\left\{\begin{array}{c}w={\arg \underset{v\in {\Omega }_{M_t}}{\max }\left|\right|\mathrm{Hv}\left|\right|}_2\\ z=\mathrm{Hw}/{\left|\right|\mathrm{Hw}\left|\right|}_2\end{array}\right.$其中Ω_Mt＝{u∈C^M_t∶||u||₂＝1}C^M_t表示为M_t维复向量空间，表示2范数，H表示M_r×M_t的信道矩阵，M_r为接收天线数，M_t为发送天线数，符号arg max表示在v∈Ω_Mt的范围内使表达式||Hv||₂达到最大的v的值赋给w；步骤三、在接收端基于树形码本对最优波束成形矢量进行量化作为最优码字，接收端计算出当前时刻的最优波束成形矢量，然后以前一时刻的最优码字为起点，利用树形码本的树状结构进行自下而上逐级搜索，在欧氏空间中和最优波束成形矢量距离最小的码字即为最优码字；步骤四、在接收端根据当前时刻和前一时刻最优码字序号确定反馈量b，并将反馈信息通过反馈信道传给发送端，b为满足式子且不大于N的最小非负整数，其中m，n＝1...2^N，m表示前一时刻最优码字的序号，n表示当前时刻最优码字的序号，N为树形码本的级数，是取整符号；步骤五、发送端根据反馈信息从码本中选择相应码字作为波束成形矢量。