多路輸入多路輸出(MIMO)技術通過頻譜效率的改進可提供更高的數(shù)據速率[1,2]。MIMO系統(tǒng)的性能與接收到的信干噪比(SINR)及多路徑信道和天線配置的相關屬性直接相關[3]。無線信道可使某些MIMO接收天線端的SINR降低，但通過在發(fā)射機端使用波束賦形，還是能夠提高系統(tǒng)性能。雖然波束賦形與波束控制經常一起使用，但明白二者的差別是非常重要的，波束賦形是一種信號處理技術，波束控制是改變輻射主波瓣的方向。波束賦形非常適用于MIMO應用。3GPP長期演進(LTE)標準[4]包括幾種發(fā)射波束賦形技術，可在各種信道條件下優(yōu)化系統(tǒng)性能。其中一種就是預編碼技術，它可以提高和/或均衡通過多個接收機天線接收到的 SINR。

　　MIMO和預編碼

　　圖 1a 顯示了標準2×2 MIMO空間多路復用圖。假設無線信道將在發(fā)射天線和接收天線之間提供 4 個獨立連接。每個信道連接(圖中以箭頭來表示)均代表所有傳輸路徑的一個獨特組合，其中包括直接視距(LOS)路徑(如果存在)，以及由于周圍環(huán)境的反射、散射和衍射而生成的無數(shù)多路徑。根據得出的信道條件，如果任何一條接收天線的SINR太慢，MIMO 系統(tǒng)則可能無法恢復發(fā)射的數(shù)據流(層)。如圖1b所示，在了解當前信道條件后，發(fā)射機通過添加預編碼，能夠在傳輸之前有效地結合各層，達到通過多個接收天線均衡信號接收的目的。預編碼方案是專門針對空間多路復用和發(fā)射分集應用而設計的[4]。

　　預編碼以發(fā)射波束賦形的概念為基礎，該概念支持多個波束同時在MIMO系統(tǒng)中進行傳輸。LTE標準定義了一組復雜的加權矩陣，以便使用高達4×4的天線配置在傳輸之前對各層進行組合[4]。對于2×2的配置來說，將加權矩陣W乘以輸入層，就能得出將要發(fā)射的預編碼信號。

　　此處，x(q)(i) 是預編碼(q=0, 1)之前的輸入層，y(q)(i) 是應用于每個發(fā)射天線的預編碼信號。這個最簡單的預編碼矩陣將每一層映射到專門用于發(fā)射那一層的單一天線上，而不需要與其他天線進行任何耦合。在這種情況下，由碼簿索引 0 定義的加權矩陣將變?yōu)椋?/p>