专利名称：对lte下行链路预编码进行解码的方法及装置的利记博彩app
技术领域：
本发明涉及LTE (长期演进)系统，具体涉及LTE系统下行链路多天线复用背景 下，用于无循环延迟分集(CCD)和长时延循环延迟分集的空间复用的预编码进行解码的方法。
背景技术：
第3代移动通信系统的长期演进(LTE)项目是第3代移动项目伙伴(3GPP)组织 提出3G向第4代移动通信(4G)系统过渡的宽带无线移动通信系统方案，其下行链路采用 了 OFDM(正交频分多址)和ΜΙΜ0(多输入多输出)技术，用于抗频率选择性信道衰落，提高
系统容量。图1是按照ETSI TS 136. 211 v8. 5. 0版给出的LTE下行链路的发射机物理层处理 原理框图。如图1所示，输入的码字依次经过加扰器111进行加扰处理、调制映射单元112 进行基带调制映射、层映射单元113进行层映射后，输入预编码器114进行编码。预编码器 114编码后的码字依次经过资源映射单元115进行资源映射、OFDM调制单元116进行OFDM 调制后，通过天线口发送到各发射天线。预编码输入层数可以是1至4层。在LTE下行链路的MIMO技术中，针对图1中的预编码器114，ETSITS 136.211 v8. 5. 0版规定了两类技术方案进行预编码，一是基于2天线口和4天线口的发射分集方案， 二是基于无循环延迟分集的空间复用方案和长时延循环延迟分集的空间复用方案，本发明 主要涉及第二种技术方案。对于无循环延迟分集的空间复用方案，其编码公式为
_M
y(p-l\i)其中，x(i) = [x(0)⑴Λχ" (i)]T为第i个处理时刻预编码器的输入矢量，y⑴ =[y(0)(i)K y"⑴]τ为第i个处理时刻预编码器的输出矢量，W⑴为编码矩阵，大小为 PX υ，ρ为天线口数，ν为输入层数。对于4天线口，即口 {0，1，2，3}的系统，W(i)的定义 见 ETSI TS 136. 211v8. 5. 0 版的表 6. 3. 4. 2. 3-2。对于长时延循环延迟分集的空间复用方案，其编码公式为
_ x(0) _
M=W(i)D(i)UMy(p-l\i)_x^1) (0其中，x(i)、y⑴和W⑴与式(1)相同，矩阵D⑴和U的定义参见ETSI TS 136. 211 v8. 5. 0 的 6. 3. 4. 2 部分。图2为对应于图1的发射方案，在移动终端的接收机的物理层处理原理框图。如图 2所示，接收天线接收的由发射机的发射天线发射的码字依次通过OFDM解调单元121进行
χ(0)(0=W{i)M
⑴OFDM解调、资源反映射单元122进行资源反映射后，输入解码器123进行解码，即针对发射 机预编码器114的预编码，完成式(1)和式(2)的逆过程。解码器123解码后的码字依次 经过反映射单元124进行层映射的反映射、反调制映射单元125的反调制映射、解扰器126 的解扰后，通过天线口发送出去。对于采用4天线口发射的解码，预编码输入层数为1或4的情况，解码器解码过程 比较简单，本发明不涉及此。本发明主要针对4天线口、预编码输入层数为2层或3层时， 接收机的解码器123对发射机的预编码器114预编码的解码。图2中解码器123的理论结构如图3所示。如图3，解码器123的输入y(i)理想 情况下为图1中预编码器114按式(1)或式(2)编码的输出，y(i)为1个4X1的矢量。解 码器123的输出ζ (i)在预编码输入层数为2和层数为3时，分别为2X1*3X1的矢量， 其译码矩阵Wd (i)理论上应该分别为2X4和3X4的矩阵，以满足ζ (i) =ffD(i)y(i)的求
解方程。从ETSI TS 136.211 v8. 5. 0版的表6. 3. 4. 2. 3_2可以看出，当预编码输入层数为 2和3时，预编码器114的预编码矩阵W(i)分别为4X2和4X3的矩阵。由于该矩阵不是方 阵，因此不能直接利用式(1)和式(2)中W(i)的逆矩阵求解解码器123的译码矩阵Wd(i)， 所以接收机不能通过预编码矩阵W (i)的逆矩阵对发射机预编码进行解码。因此，有必要提供一种接收机对发射机预编码进行解码的方法及装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种对LTE下行链路预编码进行解码的方法及装置，能对 LTE下行链路预编码进行解码。为了实现上述目的，本发明提供了一种对LTE下行链路预编码进行解码的方法， 包括以下步骤在接收天线接收的数据完成OFDM解调和资源反映射后，通过发射机物理层插入 的解调参考信号估计每个发射天线口到每个接收天线的信道；根据估计的信道对OFDM解调和资源反映射后的数据进行信道均衡，估计解码器 的输入矢量；根据配置发射机物理层时设置的系统信息确定预编码器选用的预编码矩阵、预编 码器的输入层数、以及发射天线口数目； 当发射天线口为4、输入层数为2或3时，在解码器输入矢量中选择多个缩短矢量， 每个缩短矢量的元素个数与输入层数相等；对每个缩短矢量，根据该缩短矢量的元素在解码器输入矢量中的位置，在预编码 矩阵中选择对应位置的矢量构成一个子方阵；对每个缩短矢量，对其子方阵求逆得到对应的解码矩阵，根据解码矩阵计算对应 的解码输出；对所有缩短矢量的解码输出求平均或求加权平均或求和，获得解码器的输出，根 据解码器的输出估计预编码的输入。在本发明的一个实施例中，所述缩短矢量的选择具体为当预编码矩阵的输入和输出采用行矢量表示时，按输入层数筛选出行矢量表示的解码器输入矢量中的行矢量元素，筛选出的行矢量元素构成缩短矢量，则，所述子方阵的选择具体为在预编码矩阵中选择与行矢量表示的解码器输入矢量中构成缩短矢量的元素对 应的行构成子方阵，则，所述根据解码矩阵计算对应的解码输出具体为针对每个由筛选出的行矢量元素构成的缩短矢量，根据对应的解码矩阵通过转置 运算计算对应的解码输出。在本发明的另一实施例中，所述缩短矢量的选择具体为当预编码矩阵的输入和输出采用列矢量表示时，按输入层数筛选出列矢量表示的 解码器输入矢量中的列矢量元素，筛选出的列矢量元素构成缩短矢量，则，所述子方阵的选择具体为在预编码矩阵中选择与列矢量表示的解码器输入矢量中构成缩短矢量的元素对 应的列构成子方阵，则，所述根据解码矩阵计算对应的解码输出具体为针对每个由筛选出的列矢量元素构成的缩短矢量，根据对应的解码矩阵通过转置 运算计算对应的解码输出。在本发明的再一实施例中，所述根据解码器的输出计算预编码的输入的步骤具体 为对于无循环延迟分集预编码的解码，其编码器输入矢量的估计确定为解码器输 出；对大时延循环延迟分集预编码的解码，其编码器输入矢量的估计与解码器输出的 关系为:Z{0 = D(i)im，其中z(i)为解码器输出，为编码器输入矢量的估计，令Ω = D⑴U，用对/) = Ω-1Z(Z)完成解码。本发明还提供了一种对LTE下行链路预编码进行解码的装置，包括信道估计单元，用于在接收天线接收的数据完成OFDM解调和资源反映射后，通过 发射机物理层插入的解调参考信号估计每个发射天线口到每个接收天线的信道；解码器输入矢量估计单元，用于根据信道估计单元估计的信道对OFDM解调和资 源反映射后的数据进行信道均衡，并估计解码器的输入矢量；预编码器信息确定单元，用于根据配置发射机物理层时设置的系统信息确定预编 码器所选用的预编码矩阵、预编码器的输入层数、以及发射天线口数目；缩短矢量选择单元，用于当发射天线口为4、输入层数为2或3时，在解码器输入矢 量估计单元估计的解码器输入矢量中选择多个缩短矢量，每个缩短矢量的元素个数与预编 码器信息确定单元确定的输入层数相等；多个方阵构建单元，每个方阵构建单元用于根据缩短矢量选择单元选择的对应的 缩短矢量的各个元素在解码器输入矢量估计单元估计的解码器输入矢量中的位置，在预编 码器信息确定单元确定的预编码矩阵中选择对应位置的矢量构成一个子方阵；多个解码输出计算单元，每个解码输出计算单元用于对对应方阵构建单元构建的 子方阵求逆得到对应的解码矩阵，根据解码矩阵与对应的缩短矢量计算对应的解码输出；解码器总输出确定单元，用于对所有解码输出计算单元计算的解码输出求平均或求加权平均或求和，获得解码器的输出，根据解码器的输出确定预编码的输入。与现有技术相比，本发明对LTE下行链路预编码进行解码的方法及装置在实现对 预编码的解码时，并不是求解解码矩阵Wd (i)，而是根据系统信息确定预编码矩阵和输入层 数，通过在解码器的输入矢量中选择多个子集，每个子集的维数与确定的输入层数相等，在 确定的预编码矩阵中选择与子集对应的子方阵，对子方阵进行方阵求逆，获得各层解码器 的输出，再对所有子集估计的各层解码器的输出进行平均或加权平均或相加，得到高精度 的解码器的输出，进而获得高精度的预编码的输入。也就是说，本方法及装置能成功实现对 LTE下行链路预编码进行解码。另外，在构造子集时，多种解码器的输入矢量元素选择方法，针对不同的选择求解 的各层解码器的输出进行平均或加权平均或相加可以充分利用MIMO系统抗频率选择性衰 落的原理，因此本方法及装置在实现解码的同时，能提高解码的精度和稳健性。通过以下的描述并结合附图，本发明将变得更加清晰，这些附图用于解释本发明 的实施例。
图1为现有LTE下行链路的发射机物理层处理原理框图。图2为现有LTE下行链路的接收机物理层处理原理框图。图3为图2所示LTE下行链路的接收机物理层的处理过程中解码器的理论原理 图。图4为本发明对多天线复用的LTE下行链路预编码进行解码的方法的流程图。图5为本发明对多天线复用的LTE下行链路预编码进行解码的装置的结构框图。
具体实施例方式现在参考附图描述本发明的实施例程，附图中类似的元件标号代表类似软件算法 模块或完成软件算法的软件或硬件单元。本发明对LTE下行链路预编码进行解码的方法及装置主要是针对ETSI TS 136. 211v8. 5. 0版中给出的空间复用预编码矩阵，提出的一种在4发射天线端口到2层预 编码输入层或3层预编码输入层解码输出的方案，用于无循环延迟分集的空间复用解码和 长时延循环延迟分集的空间复用解码，完成图1中预编码器114的逆过程，即图2中解码器 123的译码实现。下面对本发明对LTE下行链路预编码进行解码的方法及装置分别进行详 细说明。如图4所示，本发明对LTE下行链路预编码进行解码的方法包括以下步骤步骤Si，在接收天线接收的i时刻数据完成OFDM解调和资源反映射后，通过发射 机物理层插入的解调参考信号估计每个发射天线口到每个接收天线的信道；步骤S2，根据估计的信道对OFDM解调和资源反映射后的i时刻数据进行信道均 衡，估计解码器的输入矢量穴/)(估计预编码器的输出)；步骤S3，根据配置发射机物理层时设置的系统信息以及ETSI TS 136.211 v8. 5. 0 版的表6. 3. 4. 2. 3-2确定发射机预编码器所选用的预编码矩阵W(i)、预编码器的输入层数 ν、以及发射天线口数目P;
步骤S4，当发射天线口 ρ为4、输入层数ν为2或3时，在解码器的输入矢量少(/)中 选择多个子集，每个子集的元素个数与输入层数ν相等，每个子集构成一个2元素或3元素 的缩短矢量乂 ω，其中k表示第k种选择；步骤S5，对每个缩短矢量乂(0，根据该缩短矢量乂(0的元素在解码器的输入矢量 少(/)中的位置，在预编码矩阵W(i)中选择对应位置的矢量构成一个子方阵步骤S6，对每个缩短矢量乂(0，对其子方阵『/(0求逆得到对应的解码矩阵 I^ii,s(0，再根据得到的解码矩阵I^ii,s(0计算对应的解码输出zk(i)。步骤S7，对所有缩短矢量乂(0的解码输出zk(i)求平均或求加权平均或求和，获
得解码器的输出Z (i)(求平均的计算公式为
权利要求
一种对LTE下行链路预编码进行解码的方法，包括以下步骤在接收天线接收的数据完成OFDM解调和资源反映射后，通过发射机物理层插入的解调参考信号估计每个发射天线口到每个接收天线的信道；根据估计的信道对OFDM解调和资源反映射后的数据进行信道均衡，估计解码器的输入矢量；根据配置发射机物理层时设置的系统信息确定预编码器选用的预编码矩阵、预编码器的输入层数、以及发射天线口数目；当发射天线口为4、输入层数为2或3时，在解码器输入矢量中选择多个缩短矢量，每个缩短矢量的元素个数与输入层数相等；对每个缩短矢量，根据该缩短矢量的元素在解码器输入矢量中的位置，在预编码矩阵中选择对应位置的矢量构成一个子方阵；对每个缩短矢量，对其子方阵求逆得到对应的解码矩阵，根据解码矩阵计算对应的解码输出；对所有缩短矢量的解码输出求平均或求加权平均或求和，获得解码器的输出，根据解码器的输出估计预编码的输入。
2.如权利要求1所述的对LTE下行链路预编码进行解码的方法，其特征在于，所述缩短 矢量的选择具体为当预编码矩阵的输入和输出采用行矢量表示时，按输入层数筛选出行矢量表示的解码 器输入矢量中的行矢量元素，筛选出的行矢量元素构成缩短矢量， 贝U，所述子方阵的选择具体为在预编码矩阵中选择与行矢量表示的解码器输入矢量中构成缩短矢量的元素对应的 行构成子方阵，贝U，所述根据解码矩阵计算对应的解码输出具体为针对每个由筛选出的行矢量元素构成的缩短矢量，根据对应的解码矩阵通过转置运算 计算对应的解码输出。
3.如权利要求1所述的对LTE下行链路预编码进行解码的方法，其特征在于，所述缩短 矢量的选择具体为当预编码矩阵的输入和输出采用列矢量表示时，按输入层数筛选出列矢量表示的解码 器输入矢量中的列矢量元素，筛选出的列矢量元素构成缩短矢量， 贝U，所述子方阵的选择具体为在预编码矩阵中选择与列矢量表示的解码器输入矢量中构成缩短矢量的元素对应的 列构成子方阵，贝U，所述根据解码矩阵计算对应的解码输出具体为针对每个由筛选出的列矢量元素构成的缩短矢量，根据对应的解码矩阵通过转置运算 计算对应的解码输出。
4.如权利要求1所述的对LTE下行链路预编码进行解码的方法，其特征在于，所述根据 解码器的输出计算预编码的输入的步骤具体为对于无循环延迟分集预编码的解码，其编码器输入矢量的估计确定为解码器输出； 对大时延循环延迟分集预编码的解码，其编码器输入矢量的估计与解码器输出的关系为J(Pt = Dii)Lm ,其中z(i)为解码器输出，雄)为编码器输入矢量的估计，令Ω =D(i)U， 用对/) = Ω-1z(/)完成解码。
5. 一种对LTE下行链路预编码进行解码的装置，包括信道估计单元，用于在接收天线接收的数据完成OFDM解调和资源反映射后，通过发射 机物理层插入的解调参考信号估计每个发射天线口到每个接收天线的信道；解码器输入矢量估计单元，用于根据信道估计单元估计的信道对OFDM解调和资源反 映射后的数据进行信道均衡，并估计解码器的输入矢量；预编码器信息确定单元，用于根据配置发射机物理层时设置的系统信息确定预编码器 所选用的预编码矩阵、预编码器的输入层数、以及发射天线口数目；缩短矢量选择单元，用于当发射天线口为4、输入层数为2或3时，在解码器输入矢量估 计单元估计的解码器输入矢量中选择多个缩短矢量，每个缩短矢量的元素个数与预编码器 信息确定单元确定的输入层数相等；多个方阵构建单元，每个方阵构建单元用于根据缩短矢量选择单元选择的对应的缩短 矢量的各个元素在解码器输入矢量估计单元估计的解码器输入矢量中的位置，在预编码器 信息确定单元确定的预编码矩阵中选择对应位置的矢量构成一个子方阵；多个解码输出计算单元，每个解码输出计算单元用于对对应方阵构建单元构建的子方 阵求逆得到对应的解码矩阵，根据解码矩阵与对应的缩短矢量计算对应的解码输出；解码器总输出确定单元，用于对所有解码输出计算单元计算的解码输出求平均或求加 权平均或求和，获得解码器的输出，根据解码器的输出确定预编码的输入。
全文摘要
本发明公开了一种对LTE下行链路预编码进行解码的方法，其根据系统信息确定预编码矩阵和输入层数，通过在解码器的输入矢量中选择多个子集，每个子集的维数与确定的输入层数相等，在确定的预编码矩阵中选择与子集对应的子方阵，对子方阵进行方阵求逆，获得各层解码器的输出，再对所有子集估计的各层解码器的输出进行平均或加权平均或相加，得到解码器的输出，进而获得预编码的输入。本方法根据选择的不同子集求解各层解码器的输出，进而求解码器的输出可以充分利用MIMO系统抗频率选择性衰落的原理。本方法在实现解码的同时，能提高解码的精度和稳健性。本发明同时公开了一种对LTE下行链路在特定多天线口时对预编码进行解码的装置。
文档编号H04L1/00GK101986589SQ201010541050
公开日2011年3月16日 申请日期2010年11月12日 优先权日2010年11月12日
发明者刘可文, 方秋巳, 李平安, 柯勇 申请人:武汉理工大学