电子通讯的预编码技术分析.pdf

电子科技 Electronics Technology 008电子制作 【文章摘要】 现如今， 随着电子信息技术的迅猛 发展， 作为一项关键技术， 预编码在国 内外掀起了科学研究的热潮。 本文结合 预编码的概念和我国现阶段的研究现 状， 对在国际上得以大幅度运用的 mimo 预编码开展有侧重地分析， 以便为电子 通讯领域的预编码技术的发展和改进 提供科学依据。 【关键词】 预编码技术 ； MIMO 系统； 电子通讯； 无 线电 ； 线性 传统意义上的电子编码方式由于深受 无线电通讯的物理作用影响， 通过建设基站 从根本上予以提高。 然而， 这种方式仅能使 基站数量得到增长， 投入成本较高， 无法从 源头上解决问题。 基于此， 分集技术的投入 使用便会显著地增强电子通讯的发射速率 与信号强度， 经由单独的发射点位向若干个 阵元传递通讯信号， 分集该信号， 加大信号 接收的范围与强度， 借助于阵列天线同步调 整信号的传送、 接收， 这种系统便被称为多 输入多输出 （MIMO） 系统。 本文首先分析预 编码技术在发展中的优势及缺陷， 接着现今 普遍应用的 MIMO 预编码及其相应计算方 法。 1 预编码技术的概念 通常情形下， 预编码技术可划分成两 大类， 基于接收端的由线性传送及非线性接 受为主 ； 基于发送端的有线性及非线性预 编码。 预编码经由线性完成接受， 一般叫做 SVD 技术， 这种技术可经 MIMO 系统多平面 分解对应信道， 最终大幅增加系统容量， 这 种方式的具体运用需依靠分配技术的援助， 分解上述信道后， 还应促使传送及接受信号 可同每个小信道相互搭配。 然而， 这项技术 的不足之处在于收发两侧的设备会因技术 的独特性而无法及时、 精确的处置编码与数 据， 使工作变得异常繁杂； 又如信号所伴有 的颗粒特性会直接造成通信信号受损， 也就 使通讯传输速度大幅降低。 2 预编码技术在电子通讯中的优势和 缺陷 纵观世界范围内 MIMO 系统的运用已 十分普遍， 一般设计通信时几乎均需运用 MIMO 技术， 该技术可提升系统运行的高效 化， 在对 MIMO 开展实践性应用的同时， 需 经反射和接收信号增强系数， 进而选用适当 的 MIMO 信道从格式上完善和优化码本。 码 本主要由矩阵构成， 这一系列矩阵具备提供 信号的优势， 因此，MIMO 系统可转化 UE， 最终产生出码本的形式， 充分体现信道的参 数。 现今普遍运用的办法是把 MIMO 技术科 学运用于电子通讯信道上， 以便于调整业务 信道同广播业务之间的关系。 在预编码走向 专业化的进程中，MIMO 技术也得到革新并 被科学地使用。 现如今 , 我国 MIMO 技术的 研发已更趋于市场化， 同时也在日益完善， 我国研发的 TD-SCDMA 网络制式， 在技术 层面上为 MIMO 系统的进一步发展提供动 力。 3 MIMO 的预编码及其相应计算办法 就当前而言， 世界上应用广泛的 MIMO 和编码技术， 本质上是线性预均衡，ZF 为 基准的办法在技术革新中属相对简单的一 个类型， 其运行机制主要把 MIMO 全部可能 遭到的干扰调整为零， 该方案的缺陷较为明 显： 运行过程中的噪声偏大， 降低了系统的 功能。 下文重点分析 ZF 线性预均衡及有限 反馈 MIMO 线性预编码的计算方法： 3.1 ZF 线性预均衡的计算办法 经由 ZF 基准可发现， 其发射端的预编 码信号是 x=Fa， 在 F=H-1 中， 通过均衡矩 阵 F 的分析， 可得到 y 的数据， 也就是： y=1/ （Hx+n） =a+1/*n， 通过下面的公式可知： =k/trace(H-1*H-T), 其中， 作为缩放因 子， 可稳定地传递预编码的信号， 这就是x。 3.2 有限反馈 MIMO 线性预编码的计 算方案 这种设计思想主要源自于削减反馈信 息达到信息互换性， 全方位提升单向的传送 速度。 通常意义上， 在旧式电子通讯传送系 统中， 发端收到外界的信号渠道比较单一， 也就是说， 信号经接收端流到发送端， 如此 单一化的信道方式显然无助于电子通讯信 号的高效传递。 实践表明， 上下互联的上下 行信道方可加快信号传送的速率 （图1） 。 就当前情况看， 在国际上接受度较高的 有限反馈预编码技术， 其设计主要围绕两部 分展开 ： 码本构造预编码矩阵的选用； 码本 创建的技术。 近些年来， 伴随网络通讯技术 由有线到无线转变， 电子通讯的设计标准也 相应地出现变化， 码本变换的方案也应被再 次设计， 需强调的是， 因接收标准存有相对 较大的差异， 设计预编码的矩阵也需分步骤 开展， 必须依照不同的接收原则定义矩阵中 的两点距离， 具体运用还要周密分析接收原 则。 从该方案的执行效果看， 电子通讯的 传送系统互换性不顺畅的问题取得改善， 效 果相对理想。 从总体上看， 预编码系统的设 计需经过两个主要过程： 首先， 发端在由上 行信道接收的反馈信号， 需搜索相应的预编 码矩阵， 依照提前编制完成的预编码方案开 展信号传送， 进而完成设计预编码矩阵的工 作， 在这期间， 矩阵的设计容量直接关乎收 端信号的搭配度， 共同决定发端信号传送的 速率。 所以， 预编码矩阵在设计中的容量以 有限反馈 MIMO 系统线性预编码作为中心 环节。 其次， 对经由下行信道所传送的信号， 接收端口要开展细致严密地检测， 检测得到 的结果一般会通过计算机网络系统自行传 送到预编码矩阵的网络数据库管理系统中， 同相应的矩阵加以搭配， 搭配相符合的预编 码矩阵便会通过矩阵库提取而来， 并经上行 信道反馈至发端， 进而形成电子通讯信号的 传送。 4 结语 综上所述，MIMO 系统具有自身的优 势特征， 相较于电子通讯的预编码技术而 言，MIMO 的实际运用异常关键， 比较典型 的例子是通过传统层面上的单个用户 MIMO 传送朝向多方向、 多用户 MIMO 传送发展， 再到更为前沿化的协同匹配型 MIMO 预编 码技术。 随着电子通讯技术的不断革新与突 破，MIMO 的运用范围必定会进一步扩大， 特别是陈旧的 AN 技术向现今蜂窝技术的 革新与转变，MIMO 预编码技术在其中的应 用已日臻成熟， 通信市场得以进一步扩大。 【参考文献】 1 徐伟 , 樊雅琴 , 赵鹏 . 几种 LDPC 码 在无线光通信系统中的性能比较 J. 应用科技.2012(18) 2 王 献 华 , 何 根 宏 , 郝 东 来 .MIMO OFDM 系统中小区搜索技术 J. 电信 科学. 2009(05) 3 郝东来 , 葛建华 . 一种基于线性 预测的 MIMO 系统半盲信道估计 J. 华中科技大学学报 ( 自然科学版 ). 2009(11) 4 王选朝 , 张静 , 李莉 , 黄涛 . 多用 户多输入多输出系统预编码技术的 研究 J. 上海师范大学学报 ( 自然科 学版).2011(04) 【作者简介】 李超， 男，1982 年 3 月 21 日， 陕西渭 南澄城人， 中兴通讯股份有限公司 ， 第二作者： 郭丽娜。 电子通讯的预编码技术分析 李 超 郭丽娜 中兴通讯股份有限公司 710065 图 1 有限反馈预编码系 统的示意图