LTE
２０１０年２月北京邮电大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ
Ｆｅｂ．２０１０Ｖ０１．３３Ｎｏ．１
第３３卷第１期ＢｅｉｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ
文章编号：１００７－５３２１（２０１０）０１－００２３－０４
３ＧＰＰ
ＬＴＥ系统的预编码码本选择方案
林雪红，
牛凯，贺志强，林家儒
（北京邮电大学信息与通信１－程学院，北京１００８７６）
摘要：利用等效矩阵和树搜索方法，提出了第三代合作伙伴计划长期演进（３ＧＰＰＬＴＥ）系统中发射天线数为４的预编码码本选择方案．将１６组预编码码本等效为５组预编码码本，再通过树搜索找到最佳码本．与最优码本选择方案相比，本方案有效减少了码本选择数目，降低了计算复杂度．仿真结果表明，此方案性能非常接近最优码本选择
方案．
关键词：第三代合作伙伴计划长期演进；多输入多输出；预编码；码本中图分类号：ＴＮ９２９．５
文献标志码：Ａ
ＳｅｌｅｃｔｉｏｎＳｔｒａｔｅｇｙｏｆＣｏｄｅｂｏｏｋｆｏｒＰｒｅｃｏｄｉｎｇＢａｓｅｄ
ＬＩＮＸｕｅ－ｈｏｎｇ，
（Ｓｃｈｏｏｌｏｆ
Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄ
ｏｎ
３ＧＰＰＬＴＥＳｙｓｔｅｍ
ＮＩＵＫａｉ，ＨＥＺｈｉ ｑｉａｎｇ，ＬＩＮＪｉａ－ｒｕ
ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓ
ＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＥｎｓｉｎｅｅｒｔｎｓ，ＢｅｉｊｉｎｇａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００８７６。Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂａｓｅｄ
ｏｎ
ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔｍａｔｒｉｃｅａｎｄ
ａｎｔｅｎｎａ
ｔｒｅｅ
ｓｅａｒｃｈ，ｃｏｄｅｂｏｏｋ—ｂａｓｅｄｐｒｅｃｏｄｉｎｇｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ
ｉｓ
ｐｒｅｓｅｎｔｅｄｆｏｒｆｏｕｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｐｏｒｔｓｉｎ
ａｒｅ
ｔｈｅ３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐＰｒｏｊｅｃｔｌｏｎｇｔｅｒｍｅｖｏｌｕｔｉｏｎ
ｔｏ
（３ＧＰＰＬＴＥ）ｓｙｓｔｅｍ．Ｓｉｘｔｅｅｎ
ｂｙｔｈｅ
ｓｔｒａｔｅｇｙｓｔｒａｔｅ
ｔｒｅｅｃａｎ
ｃｏｄｅｂｏｏｋｓ
ｅｑｕｉｖａｌｅｎｔ
ｆｉｖｅｏｎｅｓ，ａｎｄｔｈｅｎｔｈｅｂｅｓｔｃｏｄｅｂｏｏｋｉｓｆｏｕｎｄ
ｓｅａｒｃｈｍｅｔｈｏｄ．Ｃｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅｏｐｔｉｍａｌｃｏｄｅｂｏｏｋｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ，ｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｅｌｅｃｔｉｏｎｒｅｄｕｃｅｃｏｄｅｂｏｏｋｎｕｍｂｅｒａｎｄｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｄｅｍｏｎ—
ｔｈａｔｔｈｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄｓｔｒａｔｅｇｙｎｅａｒｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｏｐｔｉｍａｌ
ｃｏｄｅｂｏｏｋ
ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｓｃｈｅｍｅ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：３ｒｄＧｅｎｅｒａｔｉｏｎＰａｒｔｎｅｒｓｈｉｐｉｎｇ；ｃｏｄｅｂｏｏｋ
Ｐｒｏｊｅｃｔ
ｌｏｎｇ
ｔｅｒｍ
ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ；ｍｕｌｔｉ－ｉｎｐｕｔｍｕｌｔｉ－ｏｕｔｐｕｔ；ｐｒｅｃｏｄ－
Ｏ
引言
长期演进（ＬＴＥ）项目是第三代（３Ｇ）的长期演
通过下行信道与上行信道的互易性获得信道状态信息．针对接收端反馈信道状态信息提出的基于码本设计的有限反馈预编码技术…，指接收端根据估计的信道矩阵和一定的性能准则，选择码本中的１个码字作为发送端的预编码．
码本设计旧刮和码本选择¨１是有限反馈预编码的２个主要研究内容，在码本设计中，一般采用格拉斯曼尼子空间装箱原理（Ｇｒａｓｓｍａｎｎｉａｎ
ｓｕｂｓｐａｃｅ
进，要求提供比３Ｇ系统更高的频谱效率、传输速率和更低的传输时延．多输入多输出（ＭＩＭＯ）预编码技术通过在发送端对数据进行集中处理达到抑制或消除干扰、提高信道容量、降低接收端复杂度的目的，因此ＭＩＭＯ预编码技术已经成为ＬＴＥ系统的关键技术之一．
在频分双工系统中，发送端可通过接收端的反馈获得信道状态信息；在时分双工系统中，发送端可
收藕日期：２００９－０６－０１
ｐａｃｋｉｎｇ）和离散傅里叶变换（ＤＦＴ）等设计方法．在ＬＴＥ系统中，利用Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ矩阵是酉矩阵的特点，在发射天线数为４时，利用Ｈｏｕｓｅｈｏｌｄｅｒ变换矩
基金项目：国家高技术研究发展计划项目（２００９ＡＡ０１２２３３）；新一代宽带无线移动通信网科技重大专项项目（２００８ＺＸ０３００３－００５）作者简介：林雪红（１９７７一），女，讲师，Ｅ－ｍａｉｌ：ｘｈｌｉｎ＠ｂｕｐｔ．ｅｄｕ．ｃｎ．
LTE
北京邮电大学学报
第３３卷
阵得到６４个码本¨１．在码本选择中，要达到最优性能，采用遍历的方法计算每个码本的代价函数（如最大化最小特征值、最小化均方误差（ＭＳＥ）矩阵的迹、最小误码率、最大吞吐量等旧’６１）并选择其最优的码本作为预编码码本旧ｊ．
本文研究了ＬＴＥ系统发射天线数为４的预编码码本的选择方案．由于采用遍历的方法寻找最优码本计算复杂度太大，因此本文根据码本的特点提出了新的码本选择方案．将１６组预编码码本分成５组，然后通过树搜索找到最佳码本，其码本选择数和计算复杂度均减少一半左右．经３ＧＰＰＬＴＥ系统的仿真验证，本文方案性能非常接近最优码本选择．１
３ＧＰＰ
３ＧＰＰ
逆快速傅里叶变换（ＩＦＦＴ）和加循环前缀（ＣＰ）等过程，通过多个天线发射到信道传输．
卧肝
图１
３ＧＰＰ
层射
预
编码
子载波映射
ＬＴＥ下行链路发射端
假设层映射输出信号工经过发送端处理后，经过信道矩阵为日的信道传输，在接收端ＯＦＤＭ解调信号为
Ｙ＝ＨＷ．ｘ＋Ｎ
（１）
ＬＴＥ系统模型
式中，Ⅳ为高斯噪声；Ｗ。为发送端选择的预编码矩阵．