CN1941664A - 无线通信系统中基于判决反馈的发送天线选择方法和装置 - Google Patents

Abstract

一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择方法，包括步骤：接收方根据发送的训练序列进行信道估计而得到所有可能的总的信道矩阵H_e，并反馈给发送方；发送方根据反馈的总的信道矩阵H_e从总数为M的发送天线中选择K个发送性能较好的天线作为发送天线，并且首先选择第I根天线，其中I，M和K是自然数，且K小于M；对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，其中按照使上三角矩阵R的对角元素模值最小的值最大，及

的方式选取发送天线，其中R_ii是上三角矩阵R的第i个对角线元素。

Description

无线通信系统中基于判决反馈 的发送天线选择方法和装置

技术领域

本发明涉及多天线无线通信系统中的天线选择和信号检测方法和装置，具体地讲，涉及基于来自接收端的反馈，在发送端利用多输入和多输出(MIMO)检测器进行天线选择，以便减少射频等设备的数量并减少处理的复杂度的方法和装置。

背景技术

多入多出(MIMO)技术是无线移动通信领域技术的重大突破。MIMO技术是指数据的发送和接收都采用了多根天线。研究表明，利用MIMO技术可以提高信道的容量，同时也可以提高信道的可靠性，降低误码率。MIMO系统的最大容量或容量上限随最小天线数的增加而线性增加。而在同样条件下，在接收端或发射端采用多天线或天线阵列的普通智能天线系统，其容量仅随天线数的对数增加而增加。相对而言，MIMO技术对于提高无线通信系统的容量具有极大的潜力，是新一代移动通信系统采用的关键技术。

图1所示为通常采用的MIMO系统结构示意图。在该结构中，发端和收端分别采用n_T和n_R个天线进行信号的发送和接收。发送端包括串/并变换单元101和多个发送天线102。接收端包括多个接收天线103，信道估计单元104和检测器105。为了简化起见，图1中仅示出了与用于说明其操作有关的部分。

在发送端，待发送的数据首先经过串/并变换单元101分成n_T个数据流，每个数据流对应一个发送天线。在接收端，首先由n_R个接收天线103将信号接收下来，然后由信道估计单元104根据该接收信号进行信道估计，估计出当前的信道特性矩阵H。MIMO检测模块105利用该信道特性矩阵H对接收信号进行检测，解调出发端发送的信息比特。

对于天线的选择，由于射频等设备较昂贵，随着MIMO天线数目的增加，价格也随时增加，处理的复杂度也随之增加。所以，基于MIMO系统的天线选择的方法出现了。在M个天线中，只选择部分信道较好的天线，这样就可以减少射频等设备的数量，并减少处理的复杂度。目前，天线选择的方法主要是基于容量最大化的，主要有以下几种方法：

1.基于容量最大化的遍历方法

假设在M根天线中选择K个，则共有C_M ^K种选择的方法，此种方法根据容量公式，遍历这C_M ^K种选择，然后选择一个容量最大的H。

2.基于矩阵简化的容量最大化方法

基于容量最大化的遍历方法计算的复杂度很高，所以Gorokhov提出了一种逐步消除的选择方法(比如从M根天线中选择K)。这种方法根据矩阵计算的原理，从M个选择中一个接一个的减少，直到只剩下K个天线为止。其删除的准则为容量的减少为最小。

3.基于范数的选择方法

从信道矩阵的M列(或行)中选择K个范数最大的，被选的信道所对应的天线即为所选天线。与前两种方法相比，这种方法最简单但性能也最差。

发明内容

鉴于上述天线选择方法中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于判决反馈的MIMO检测器结构的天线选择方法和装置，能够提高检测器的性能。

为了实现本发明的目的，根据本发明的一个方面，提供一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择方法，包括步骤：接收方根据发送的训练序列进行信道估计而得到所有可能的总的信道矩阵H_e，并反馈给发送方；发送方根据反馈的总的信道矩阵H_e从总数为M的发送天线中选择K个发送性能较好的天线作为发送天线，并且首先选择第I根天线，其中I，M和K是自然数，且K小于M；对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，其中按照使上三角矩阵R的对角元素模值最小的值最大，及 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ 的方式选取发送天线，其中R_ii是上三角矩阵R的第i个对角线元素。

根据本发明的另一个方面，提供一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择装置，包括：信道估计装置，用于根据发送方的训练序列估计所有可能的信道矩阵H_e，并将H_e反馈给发送方；天线选择装置，根据反馈的信道矩阵H_e确定用于发送数据的发送天线；数据处理装置，用于对数据进行转换，编码和解调，并通过所选择的发送天线发送经处理的数据；判决反馈检测装置，用于从信道估计装置估计的结果恢复发送方发送的数据。

根据本发明的再一个方面，还可以对经过天线选择后的数据进行自适应调制，对每根发射天线进行功率分配。

根据本发明提出的基于判决反馈MIMO检测器结构的天线选择的方法和装置，能够利用判决反馈检测器本身的特点，针对其误码的特性来达到优化检测器误码率。

附图说明

通过下面结合附图说明本发明的优选实施例，将使本发明的上述及其它目的、特征和优点更加清楚，其中：

图1是常规的MIMO系统的结构示意图；

图2是根据本发明的基于发送天线选择的MIMO系统的一个实例的结构方框图；

图3是根据本发明的基于判决反馈检测器的发送天线选择流程图；

图4是根据本发明的发送天线选择+功率分配的结构图；

图5是根据本发明的不同的方法的性能比较(16-QAM)的示意图；

图6是根据本发明的检测器为SQR时不同方法的比较示意图；和

图7示出了根据本发明的基于判决反馈的MIMO检测器结构的天线选择方法的简化流程图。

具体实施方式

下面参照附图对本发明的实施例进行详细的说明，在描述过程中省略了对于本发明来说是不必要的细节和功能，以防止对本发明的理解造成混淆。

图2是根据本发明的基于发送天线选择的MIMO系统的一个实例的结构方框图。如图2所示，根据本实例，基于本发明的发送天线选择的MIMO系统包括发送方和接收方。为了简化起见，在此仅描述与天线选择有关的部分。发送方包括数据处理单元201，天线选择单元204，多个发送天线205。接收方包括多个接收天线，信道估计单元202和判决反馈检测单元206。数据处理单元201包括对数据进行串/并处理，编码、调制等处理单元。

下面说明基于发送天线选择的MIMO系统的操作。首先，接收方的信道估计单元202根据发送方的训练序列得到所有可能的信道矩阵H_e，并定期将H_e通过反馈信道203反馈给发送方的天线选择单元204。天线选择单元204根据反馈来的信道矩阵H_e确定发送的天线。然后，在发送方，从数据处理单元201取得数据，并将数据通过天线205发送出去。接收方接到发送方发送的数据后，通过判决反馈检测单元206检测出来。

根据本发明的基于判决反馈MIMO检测器结构的天线选择主要包括以下方面：

a)MIMO检测器的结构为判决反馈的形式；

b)通过接收方的反馈，发送方得到所有的信道矩阵H_e；

c)发送方选择发送天线的数目K；

d)对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，选取天线的准则为使R的对角元素模值最小的值最大，及 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ (R_ii为R的第i个对角线元素)；

e)具体的选取方法为根据以上的准则先选取第一个发送天线，以逐个添加的方式选择发送天线。

在此，MIMO检测器的结构为判决反馈的形式指的是MIMO检测器的形式为判决反馈的形式；即检测第m个数据时，需要根据前面m-1个数据的判决，从接收信号中减去前面m-1个数据的干扰，然后得到第m个数据的估计。

作为一种实施方式，基于判决反馈的方法，最典型的是基于QR分解的检测方式。通常，可以假设接收信号的模型如下面的公式(1)所示：

y＝Hs+n  (1)

在公式(1)中，n为复白高斯噪声；H为信道矩阵；发送符号为s；y为接收信号。基于QR分解的检测方法，可以将信道矩阵H分解为由下面的公式(2)表示：

H＝QR  (2)

在公式(2)中，矩阵Q为酉矩阵，即Q^HQ＝I_nt×nt；R为上三角矩阵。用Q^H去左乘接收信号y，可以得到下面的公式(3a)和(3b)。

z＝Q^Hy＝Rs+η    (3a)

${\hat{s}}_i=Q\left(\frac{z_i-\underset{j=i+1}{\overset{n_T}{\mathrm{\Σ}}}{R}_{i,j}{\hat{s}}_j}{R_{i,i}}\right)---\left(3b\right)$

在公式(3a)中，η＝Q^Hn，其统计特性与噪声n一样。在公式(3b)中，Q表示解调。

在判决反馈的检测器中，利用了R是上三角结构这一特点，对数据s的检测从最后一个开始。首先，通过公式(3b)，得到第n_T根天线发送的数据的估计(总的发送天线数目为n_T)；然后再根据第n_T根发送天线的估计，得到第n_T-1根天线上发送的符号。在估计第K根天线的数据时，需要利用第K+1到第n_T根天线上发送数据的估计。直到得到全部天线的数据估计。

在发明的基于判决反馈的方法中，发送方的M根天线发送训练序列，接收方(天线数为N)通过信道估计，得到了所有这M根发送天线的信道矩阵H_e，然后接收方将H_e反馈给发送方。

假设接收天线数目为N＝2，所有的发送天线的数目为M＝4，则反馈的信道矩阵H_e为N×M(2×4)矩阵。

发送方根据接收方反馈的信道矩阵，根据需要，从发送方的M根发送天线中，选择K根较好的作为发送天线。

例如，可以假设接收天线数目为N＝2，所有的发送天线的数目为M＝4，则反馈的信道矩阵H_e为N×M(2×4)矩阵。通过天线选择，就要从反馈的H_e的M列中，挑出K列(这K列对应K个发射天线)来作为信道矩阵H(N×K)。

如上所述的对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，是指对所选的H(N×K)进行分解：H＝QR；Q为酉矩阵，R为上三角矩阵，如公式(2)所示。

根据本发明，为了选择K根发送性能较好的天线作为发送天线，选取天线的准则是使R的对角元素模值最小的值最大，及 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ (R_ii为R的第i个对角线元素)。换句话说，一共有C_M ^K种选择H的方法，每个H都有不同的QR分解，选取H的准则是使R的对角元素模值最小值最大的H，即 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ (R_ii为R的第i个对角线元素)。

利用QR方法进行检测，在无误码传播的情况下，第k个用户的接收信噪比可以表示为下面的公式(4)：

${\mathrm{SNR}}_k=\frac{E\left\{{\left|s_k\right|}^2\right\}{\left|R_{\mathrm{kk}}\right|}^2}{E\left\{{\left|n_k\right|}^2\right\}}---\left(4\right)$

在公式(4)中，E{|s_k|²}为第k根天线的平均发射功率，E{|n_k|²}为平均噪声功率。

从公式(4)中可以看出，各个用户的接收信噪比是与|R_kk|²成正比例的。而且，通常情况下，性能最差的发射天线上的数据占据主要的误码。一般情况下，要使最差的发射天线的性能尽量好。在基于判决反馈的方法里，就是要使最小的SNR_k尽量的大，实际上就是要使上面的公式(4)中的最小|R_kk|²尽量大。这样，就能改善误码性能。从信道矩阵H_e的M列选择K列有C_M ^K种选法，每种选择都对应一种H。选取的准则就是要在这C_M ^K种可能的H中，对每种H进行QR分解，然后选取最小的|R_kk|²最大的那个R所对应的H，即 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}.$

具体的选取方法为根据以上的准则先选取第一个发送天线，以逐个添加的方式选择发送天线。换句话说，按照遍历的方法选取，复杂度高。根据本发明的实施方式，被选择的天线从空集开始，一根一根的添加，知道选择了K根天线，选择的准则和前面的准则一样。这样，就降低了复杂度。

例如，假设接收天线的数目为N＝2，所有的发送天线的数目为M＝4，则反馈的信道矩阵H_e为N×M(2×4)矩阵。通过天线选择，就是要从信道矩阵H_e的M列中，挑出K＝2列来作为信道矩阵H(2×2)。其简化的挑选过程如下：

首先，令天线的选择为空集，然后选择第一根天线。由于假设有四根发送天线，因此第一根天线有M(4)种选法。对应4种2×1的矩阵H1。如对四种H1分别进行QR分解，则是一个1×1的矩阵，在这4个分解出来的R中，分别找出模值最小的对角线元素。然后在这M个最小的值中，找出最大的那个，其所在的H1即为所求。

选中第一根发射天线后，再选第二根发射天线。对第二根发射天线的选择有M-1种选法(第k根发射天线有M-k+1中选法)。这样，有M-1种构成H2的可能，。H2为N×2(选择第k根时，Hk为N×k)。在这M-1种可能中，按照前面针对第一根天线的选取方法，选出所选的天线。最终得到信道矩阵H2。以下依次类推，直到得到所有的K个发射天线为止。

下面结合图3详细描述根据本发明的基于判决反馈检测器的发送天线选择流程。假设接收天线数目固定为N(N是自然数)，总的发送天线数目为M(M是自然数)，要从中选K(K是自然数，且K≤M)个做为发射天线。

首先，在步骤301，根据接收方的反馈得到总的信道矩阵H_e，并得到发送的天线数目K。初始化I＝1(即选择第一根天线)，并初始化H为空集、并令Hs_e＝H_e，其中Hs_e表示的是候选天线所对应的信道矩阵。Hs_e的各列表示各个候选天线所对应的信道。然后，流程进入步骤302。H_e为N×M矩阵。

在步骤302，判断I是否小于等于K，如果I＞K，则输出H、选择的发送天线；否则，进入步骤303。在步骤303，计算候选天线所对应的信道矩阵Hs_e的列数col，并初始化J＝1(J表示在选第I根天线过程中，在M-I+1选择中的第J次计数，1＜＝J＜＝M-I+1)，s_min＝0。然后，流程进入步骤304。在步骤304，判断J是否小于列数col，如果是，流程则进入步骤305。否则，流程进入步骤309。

在步骤305，初始化Hc，令Hc为已经选择的信道矩阵加上Hs_e的第一列(Hc为已经选择的天线所对应的信道矩阵加上候选的天线信道矩阵Hs_e的第J列)。对固定的I来说，一共有M-I+1种可能的Hc，在这M-I+1可能的Hc中，选择最好的一个，同时，也就确定了发送天线。首先令H_c＝[H Hs_e(:，J)](或[Hs_e(:，J)H])，即H_c等于已经选择了的H加上Hs_e的第J列。并对H_c进行QR分解。并令R的对角线元素绝对值最小的那个值的绝对值的平方为s1。然后，流程转到步骤306。

在步骤306，判断s1是否大于s_min，如果是，流程则转到步骤307。否则，流程则转到步骤308。在步骤307，将H1＝H_c作为选择第I根天线的候选输出，并令s_min＝s1，pos＝J。在步骤308，令J＝J+1，然后转到步骤304。

另外，当在步骤304的判断结果为否定时，流程进入步骤309。在步骤309，令H＝H1，I＝I+1，然后将Hs_e去掉第pos列成为新的Hs_e，然后转到步骤302。

下面举例说明如何具体选择发送天线。

假设接收天线数目固定为N＝2，总的发送天线数目为M＝4，要从中选K＝2个做为发射天线。假设：

H_e＝

-0.2163+0.1636i  0.0627-0.0934i  -0.5732-0.2942i  0.5946-0.0682i

-0.8328+0.0873i  0.1438+0.3629i  0.5955+1.0916i  -0.0188+0.0570i

H_e的各列代表了各个发送天线在接收天线上的信道。选择了H_e的哪列就代表选择了哪根发送天线。

首先选择第一根，这时H为空集，令Hs_e＝H_e。根据步骤305所示，H_c有4种可能。令其对应Hs_e的四列，对这四种可能的H_c进行QR分解后，分别得到

R1＝0.8802，R2＝-0.4062，R3＝1.4005，R4＝-0.6015。

由于H_c只有一列，所以分解出来的R(R1到R4)只有一个数，所以最小绝对值的对角线元素就是本身。它们对角线元素绝对值的平方的最小值分别为

0.7747  0.1650  1.9613  0.3618。取其中最大的1.9613对应的列

-0.5732-0.2942i

0.5955+1.0916i

这是Hs_e的第三列。第一次选择第三根发送天线。

令H1＝

-0.5732-0.2942i

0.5955+1.0916i

H1为被选择的天线对应的信道矩阵。然后Hs_e删掉第三列，变成

Hs_e＝

-0.2163+0.1636i  0.0627-0.0934i  0.5946-0.0682i

-0.8328+0.0873i  0.1438+0.3629i  -0.0188+0.0570i

并令H＝H1。

选择了第一根天线后，开始选择第二根天线。根据H_c＝[H Hs_e(:，J)](或[Hs_e(:，J)H]，本例中使用[H Hs_e(:，J)])。这时，H_c有三种可能。分别是

Hc1＝

-0.5732-0.2942i  -0.2163+0.1636i

0.5955+1.0916i   -0.8328+0.0873i

其所对应QR分解的

R1＝

1.4005        -0.2319+0.5738i

0             0.6258

可以由此求出最小的对角线元素的绝对值的平方为ss1＝0.3917。

Hc2＝

-0.5732-0.2942i  0.0627-0.0934i

0.5955+1.0916i   0.1438+0.3629i

其所对应QR分解的

R2＝

1.4005        0.3380+0.0936i

0             -0.2050

可以由此求出最小的对角线元素的绝对值的平方为ss2＝0.0420。

Hc3＝

-0.5732-0.2942i  0.5946-0.0682i

0.5955+1.0916i   -0.0188+0.0570i

其所对应QR分解的

R3＝

1.4005       -0.1926+0.1917i

0            -0.5366

可以由此求出最小的对角线元素的绝对值的平方为ss3＝0.2879。

由于ss1的值最大，则选择ss1对应的Hc1作为输出的信道矩阵。此时H＝Hc1，由于只选2根发送天线，选择结束。

通过上述选择过程，可以得到H对应的是第3根和第1根发送天线。即选择了第3和第1根发送天线。

接下来，描述本发明的另一种实施方式，即，发送天线选择+功率分配。

在根据具体实施方式1，已经选择了发送天线后，如果发送端反馈了平均噪声功率。则根据(4)可以得到各根天线数据的近似的信噪比(检测器为判决反馈形)。假设下面的公式(5)成立E{|s_k|²}＝A²，E{|n_k|²}＝σ² (5)

根据公式(5)，可以将公式(4)表示的信噪比变为下面的公式(6)

${\mathrm{SNR}}_k=\frac{A^2{\left|R_{\mathrm{kk}}\right|}^2}{{\mathrm{\σ}}^2}---\left(6\right)$

如果对经过天线选择后的数据进行自适应调制。则可以根据注水原理对每根发射天线进行功率分配。可以假设总的发送功率限制为P_total，如果对选定的发射天线都分配功率，基于上面的公式(5)和(6)可以将对每根天线分配的发送功率表示为下面的公式(7)所示

$P\left(i\right)=P+\frac{1}{K}\underset{m=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\frac{1}{{\mathrm{SNR}}_m}-\frac{1}{{\mathrm{SNR}}_i}=P+\frac{1}{K}\underset{m=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{A^2{R}_{\mathrm{mm}}^2}-\frac{{\mathrm{\σ}}^2}{A^2{R}_{\mathrm{ii}}^2}---\left(7\right)$

然后，根据分配的功率重新计算各根天线的信噪比，根据新计算的信噪比，从自适应调制的参数表中确定各根天线相应的调制方式。

以下结合图4，描述在选定了判决反馈检测方法作为接收检测器的情况下，在天线选择后在进行功率分配的过程。

首先，接收方通过反馈信道401将总的信道矩阵H_e，以及平均噪声功率σ²反馈给发送方。发送方将H_e提供给天线选择单元402，σ²提供给功率分配与调制单元403。

接下来，按照具体实施方式1中描述的方法进行天线选择，得到H。将H＝QR得到的R的对角线元素发送到功率分配与调制单元403。

功率分配与调制单元403根据上面的公式(6)得到功率分配前的各根天线的信噪比。然后按照注水的原理进行分配功率。如果对选定的每根发射天线都分配功率，则对每根天线被分配的发送功率如公式(7)所示。

功率分配与调制单元403根据分配的功率重新计算各根天线的信噪比，根据新计算的信噪比，从自适应调制的参数表中确定各根天线相应的调制方式。然后从数据单元404中取得数据，按照指定的调制方式在指定的发送天线405上发送出去。

图5示出了不同的天线选择的方法的性能比较。在仿真中，调制方式为16-QAM，接收天线数目N＝2，总的发送天线的数目M＝2，选择K＝2根天线作为发射天线。接收端的检测方式为基于QR分解的检测方式。然而，本发明不限于此，也可以采用其他调制方式，和/或天线数量。

图5中显示的“遍历QR”是指本发明按照遍历C_M ^K种选择H的方法，每个H都有不同的QR分解，选取H的准则为使R的对角元素模值最小值最大的H，即 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\};$ 图中“范数”表示基于范数的选择方法。图5中显示的“迭代QR”是指具体实施方式1中的天线选择方法。图5中显示的“容量最优”是指按照最大化容量遍历选择的方法。图5中显示的“无选择QR”是指没有天线选择，只是2根发送天线，2根接收天线的性能。

从图5中可以看出，基于范数的天线选择的方法性能改善的不多。基于“遍历QR”天线选择方法和基于“容量最优”的遍历选择的方法性能接近。“迭代QR”的方法与前者相比，性能稍有下降。

从复杂度方面来看，比较“迭代QR”与“遍历QR”的复杂度。对一个矩阵C(m×n)来说，对C进行QR分解的复杂度大约为2mn²。假设接收天线数目为N，总的发送天线的数目M，选择K根天线作为发射天线。

对于“遍历QR”方法，其复杂度为C_M ^K×(2NK²)。对于“迭代QR”方法，“迭代QR”的方法为一次一次的添加发送天线。计算第一次时，有M中选择，计算第J次时有M-J+1种选择。在第J次选择时计算计算的矩阵的维数为N×J。在计算第J次时复杂度大约为(M-J+1)×(NJ²)。则总的复杂度为 $\underset{J=1}{\overset{K}{\mathrm{\Σ}}}(M-J+1)\×\left({\mathrm{NJ}}^2\right).$

图6示出了接收端检测器为SOR的方法(排序QR)时，不同的天线选择方法的性能比较(其它条件和图5一样)。从图6中可以看出，此时基于“范数”的发送天线的选择方法性能还是较差。而基于“迭代QR”的方法与基于“遍历QR”和“容量最优”的遍历方法比较，性能非常的接近。而复杂度确比遍历的方法下降很多。

图7示出了根据本发明的基于判决反馈的MIMO检测器结构的天线选择方法的简化流程图。首先，在步骤701，发送方得到所有的信道矩阵H_e，其中假设信道矩阵H_e有M列。然后，在步骤702，确定发送天线的数量K，并初始化天线的集合H为空。此后，设置I＝1(即选择第一根天线)。接下来，在步骤703判断I＜K，如果判断结果为否定，则说明已经选择的要选择的天线，流程转到步骤704，输出信道矩阵H。如果在步骤703的判断结果为肯定，流程则转到步骤705，向信道矩阵H中添加一列构成H1。在所有可能的H1中，计算H1的QR分解。令R_ii为R的第i个对角线元素，选择 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}.$ 接下来，在步骤706输出H＝H1。此后，流程转到步骤703，重复步骤703至706，直到选择了K个天线为止。

至此已经结合优选实施例对本发明进行了描述。本领域技术人员应该理解，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种其它的改变、替换和添加。因此，本发明的范围不应该被理解为被局限于上述特定实施例，而应由所附权利要求所限定。

Claims (11)

1.一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择方法，包括步骤：

接收方根据发送的训练序列进行信道估计而得到所有可能的总的信道矩阵H_e，并反馈给发送方；

发送方根据反馈的总的信道矩阵H_e从总数为M的发送天线中选择K个发送性能较好的天线作为发送天线，并且首先选择第I根天线，其中I，M和K是自然数，且K小于M；

对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，

其中按照使上三角矩阵R的对角元素模值最小的值最大，及 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ 的方式选取发送天线，其中R_ii是上三角矩阵R的第i个对角线元素。

2.根据权利要求1所述的方法，其中在选取了第一个发送天线，以逐个添加的方式选择发送天线，直到选取了K个送性能较好的天线作为发送天线。

3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括初始化I＝1，以选择第一根天线，并初始化H为空集、并令Hs_e＝H_e的步骤，其中Hs_e表示候选天线所对应的信道矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括判断I是否小于或等于K，如果I＞K，则输出H、及选择的发送天线的步骤。

5.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在I小于或等于K的情况下，计算候选天线所对应的信道矩阵Hs_e的列数col，并初始化J＝1的步骤，其中J表示在选第I根天线过程中，在M-I+1选择中的第J次计数，1＜＝J＜＝M-I+1)，s_min＝0。

6.根据权利要求5所述的方法，进一步包括判断J是否小于列数col的步骤，如果J是否小于列数col，则初始化Hc，令Hc为已经选择的信道矩阵加上Hs_e的第一列的步骤，其中Hc为已经选择的天线所对应的信道矩阵加上候选的天线信道矩阵Hs_e的第J列。

7.根据权利要求6所述的方法，进一步包括令R的对角线元素绝对值最小的那个值的绝对值的平方为s1，并判断s1是否大于s_min的步骤，以及在s1大于s_min的情况下，将H 1＝H_c作为选择第I根天线的候选输出的步骤。

8.一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择装置，包括：

信道估计装置，用于根据发送方的训练序列估计所有可能的信道矩阵H_e，并将H_e反馈给发送方；

天线选择装置，根据反馈的信道矩阵H_e确定用于发送数据的发送天线；

数据处理装置，用于对数据进行转换，编码和解调，并通过所选择的发送天线发送经处理的数据；

判决反馈检测装置，用于从信道估计装置估计的结果恢复发送方发送的数据。

9.一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择方法，包括步骤：

接收方根据发送的训练序列进行信道估计而得到所有可能的总的信道矩阵H_e，并反馈给发送方；

发送方根据反馈的总的信道矩阵H_e从总数为M的发送天线中选择K个发送性能较好的天线作为发送天线，并且首先选择第I根天线，其中I，M和K是自然数，且K小于M；

对选取的信道矩阵H进行QR分解，得到酉矩阵Q，上三角矩阵R，

其中按照使上三角矩阵R的对角元素模值最小的值最大，及 $H=\arg \underset{H}{\max }\min \{R_{11}^2,\·\·\·,R_{\mathrm{kk}}^2\}$ 的方式选取发送天线，其中R_ii是上三角矩阵R的第i个对角线元素；和

对经过天线选择后的数据进行自适应调制，对每根发射天线进行功率分配。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括根据分配的功率重新计算各根天线的信噪比，根据新计算的信噪比确定各根天线相应的调制方式。

11.一种基于判决反馈多天线输入和输出无线通信系统中的发送天线选择装置，包括：

信道估计装置，用于根据发送方的训练序列估计所有可能的信道矩阵H_e，并将H_e反馈给发送方；

天线选择装置，根据反馈的信道矩阵H_e确定用于发送数据的发送天线；

数据处理装置，用于对数据进行转换，编码和解调，并通过所选择的发送天线发送经处理的数据；

判决反馈检测装置，用于从信道估计装置估计的结果恢复发送方发送的数据；和

功率分配与调制单元，用于根据上面的公式得到功率分配前的各根天线的信噪比，分配功率，并根据分配的功率重新计算各根天线的信噪比，根据新计算的信噪比确定各根天线相应的调制方式。

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