MIMO系統(tǒng)有限反饋技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出技術(shù)（Multiple-Input Multiple-Output, MIMO）在不占用額外頻譜資源的條件下充分利用空間資源，能夠成倍地提升系統(tǒng)容量和改善系統(tǒng)的誤比特性能。MIMO技術(shù)所帶來的性能提升很大程度上取決于發(fā)射端對信道狀態(tài)信息（Channel State Information, CSI）的了解程度。在時分雙工（Time Division Duplexing, TDD）系統(tǒng)中信道狀態(tài)信息可以通過信道互易性獲得，而在

2、頻分雙工（Frequency Division Duplexing, FDD）系統(tǒng)中通常通過有限反饋的方式來獲得。有限反饋系統(tǒng)的典型實現(xiàn)是在發(fā)射端和接收端維護一個相同的碼本，接收端根據(jù)信道估計的結(jié)果，從碼本中選擇出最優(yōu)的碼字，然后經(jīng)一條反饋鏈路將碼字的序號告知發(fā)射端。
　　本文主要圍繞MIMO系統(tǒng)中的有限反饋技術(shù)而展開，首先介紹MIMO系統(tǒng)的容量求解方法、發(fā)射端預(yù)編碼技術(shù)及接收端信號檢測技術(shù)，接著研究有限反饋系統(tǒng)中的碼本構(gòu)建準(zhǔn)則和

3、碼字選擇準(zhǔn)則，并對常用碼本進行特性分析和性能仿真。結(jié)果表明，隨著天線規(guī)模和碼本規(guī)格的增大，系統(tǒng)性能隨之增強。對于性能優(yōu)良的碼本，目前并沒有找到生成碼本的構(gòu)造性方法，只能通過計算機窮搜索的方式獲得。窮搜索的規(guī)模隨著天線數(shù)量、碼本大小的增加而呈指數(shù)型增長，與此同時碼本所需的存儲資源和搜索碼字所需的計算資源也將成倍增加。
　　針對系統(tǒng)性能和計算、存儲資源之間的折中問題，本文提出一種循環(huán)移位碼本，該碼本中的碼字通過將一組相互無偏的矢量循環(huán)

4、移位而生成。在存儲方面，碼字中每個元素來自于四元字母表，因而只需使用2比特來存儲一個元素。在復(fù)雜度方面，碼字中的元素是形式簡單的實數(shù)或虛數(shù)，并且碼字之間滿足循環(huán)移位關(guān)系，使得接收端的碼字搜索復(fù)雜度大大降低。本文給出碼字搜索的兩種模式，以平衡所需硬件資源與處理時間之間的關(guān)系。針對波束成形系統(tǒng)、空間復(fù)用系統(tǒng)和多用戶 MIMO系統(tǒng)，我們分別提出相應(yīng)的碼本構(gòu)建方法和碼字搜索方法，并分析其計算復(fù)雜度。在不同系統(tǒng)下的分析及仿真結(jié)果表明循環(huán)移位碼本在