MIMO系統(tǒng)中基于有限反饋的預編碼及天線合并技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線信息服務(wù)需求的不斷增長,為了高效地利用稀缺的頻譜資源,以多輸入多輸出(MIMO)為系統(tǒng)架構(gòu)的信號傳輸技術(shù)近十幾年來受到廣泛關(guān)注。理論證明MIMO系統(tǒng)較傳統(tǒng)的單輸入單輸出(SISO)系統(tǒng)能夠在不占用額外信道資源的前提下成倍提高系統(tǒng)容量,因此MIMO技術(shù)被認為是未來移動通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文分別對多用戶MIMO系統(tǒng)的預編碼算法和天線合并算法進行了研究。特別是針對實際商用無線通信系統(tǒng)中上行信道速率較低的特性,本論文研究的是基于

2、有限反饋的閉環(huán)MIMO系統(tǒng)。本論文主要研究內(nèi)容概括如下:
　　考慮到在有限反饋MIMO系統(tǒng)中用戶的碼字搜索需要較大的運算量,本論文第二章提出了一種簡化的碼字搜索方案。碼字搜索的復雜度分為兩個部分,一個部分是對于每個碼字量化誤差的計算,另一個部分是對碼本搜索路徑的選擇。碼本搜索路徑的選擇取決于當前碼本的設(shè)計,不同的碼本的優(yōu)化方法各不相同,而當前通用的方法是在所有碼字中進行遍歷搜索。本論文提出的碼字搜索方案對碼字量化誤差的計算進行了簡

3、化,這種簡化的計算方法可以適用于各種類型的碼本。
　　為了保證能獲得滿復用增益,現(xiàn)有的線性預編碼算法需要相當大的反饋量。降低反饋量的一種有效方法是針對不同的場景設(shè)計特定的預編碼方案。在實際的MIMO系統(tǒng)中,1個基站同時向2個用戶發(fā)射數(shù)據(jù)是一種常見的應用場景。本論文第三章基于一個2用戶的多用戶MIMO場景,提出了一種運算復雜度低、性能較現(xiàn)有線性預編碼算法均有提升的有限反饋預編碼方案。
　　每用戶酉速率控制(PU2RC)是基于機

4、會通信的多用戶MIMO系統(tǒng)中最具有代表性的線性預編碼方案,在實際中也得到廣泛應用。本論文第四章針對PU2RC系統(tǒng)的固有缺陷提出了一種多模傳輸(MMT)方案并給出了使用該方案的量化碼本設(shè)計算法,該方案使用雙參數(shù)反饋使基站可以設(shè)計最優(yōu)的用戶調(diào)度方案,在保證反饋量不變的前提下增強了系統(tǒng)的魯棒性。本章還分析給出了PU2RC系統(tǒng)中每個用戶的調(diào)度前信干噪比(SINR)的概率密度函數(shù)(pdf)表達式。這個結(jié)果可以廣泛應用于PU2RC系統(tǒng)中的MMT方案

5、以及反饋方案的設(shè)計,并且在分析過程中提出的一種降維分析算法可廣泛應用于MIMO系統(tǒng)預編碼算法的性能分析以及波束成型設(shè)計。
　　在有限反饋多用戶MIMO系統(tǒng)中,天線合并算法是一種的重要信號檢測方案?，F(xiàn)有最優(yōu)的天線合并算法是基于大量用戶反饋后調(diào)度設(shè)計的,而最近研究證明,將有限的反饋資源分配給少量用戶是最優(yōu)的反饋資源分配策略。第五章基于這個反饋資源分配策略,提出了統(tǒng)計最優(yōu)的天線合并算法并給出了該算法的性能下界表達式,而且這種分析方法可以