一种有限字符输入的线性预编码设计算法

发布时间：2018-09-07 11:57

【摘要】：针对有限字符输入下多输入多输出(MIMO)信道的互信息最大化问题,该文提出一种复杂度低的线性预编码算法。该算法根据水银/注水理论,融合基于均匀旋转的空时-线性星座预编码(Space-Time Linear Constellation Precoding,ST-LCP)矩阵的预编码方法和最大化最小输出向量信号间距的方法,从两者中选择互信息更高者用于预编码。然后,在基于均匀旋转的ST-LCP矩阵的预编码方法中,把MIMO信道的奇异值矩阵作为功率分配矩阵,并提出局部搜索和矩阵加幂两种改进措施。最后,利用有限字符集的对称性,进一步降低了互信息的计算复杂度。该算法在各种信道和信噪比条件下均能逼近互信息的理论最大值,并且减少甚至避免了搜索,计算复杂度大大下降。仿真结果验证了该算法的有效性。
[Abstract]:In this paper, a linear precoding algorithm with low complexity is proposed to maximize mutual information in multi-input and multi-output (MIMO) channels with finite character input. According to the mercury / water injection theory, the algorithm combines the space-time-linear constellation precoding (Space-Time Linear Constellation Precoding,ST-LCP) matrix based on uniform rotation with the method of maximizing the minimum output vector signal spacing. Those with higher mutual information are selected from both for pre-coding. Then, in the precoding method based on the uniformly rotated ST-LCP matrix, the singular value matrix of the MIMO channel is taken as the power allocation matrix, and two improved measures, local search and matrix power addition, are proposed. Finally, the computational complexity of mutual information is further reduced by using the symmetry of finite character set. The algorithm can approach the theoretical maximum of mutual information under various channel and SNR conditions, reduce or even avoid searching, and the computational complexity is greatly reduced. Simulation results verify the effectiveness of the algorithm.
【作者单位】： 国家数字交换系统工程技术研究中心;
【基金】：国家自然科学基金(61171108)资助课题
【分类号】：TN919.3

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本文编号：2228200