減格輔助的MIMO預(yù)編碼算法研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)是第三代和未來移動通信系統(tǒng)在給定的頻譜范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)高速率數(shù)據(jù)傳輸，提高數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量的重要途徑。預(yù)編碼技術(shù)因?yàn)樵诎l(fā)射端進(jìn)行預(yù)處理，簡化了接收機(jī)的復(fù)雜度等優(yōu)勢，在MIMO下行傳輸鏈路中的實(shí)用性很高。所以，MIMO預(yù)編碼技術(shù)在無線通信技術(shù)中有著重要的研究意義。 普通的預(yù)編碼技術(shù)是將相應(yīng)的檢測技術(shù)應(yīng)用到發(fā)射端，算法實(shí)現(xiàn)簡單，但是會顯著的增強(qiáng)噪聲，降低系統(tǒng)的性能。近年來，很多學(xué)者引入減格輔助的理論獲得更好的信道狀

2、態(tài)信息矩陣，在發(fā)射端利用減格技術(shù)降低了噪聲增強(qiáng)，從而以多項(xiàng)式的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)了較大的性能改善。減格輔助技術(shù)（Lattice Reduction Aided）因其出色的性能表現(xiàn)，越來越受重視。基于減格輔助的預(yù)編碼技術(shù)的方案也不斷被提出。但是，大多數(shù)的減格輔助預(yù)編碼方案是在理想MIMO模型下提出并作性能分析，而實(shí)際信道不是理想的,信道估計(jì)存在偏差和天線之間存在相關(guān)性是預(yù)編碼技術(shù)中造成非理想MIMO環(huán)境的兩個重要原因。針對非理想MIMO模型的減格

3、輔助預(yù)編碼方案鮮有被提出或者進(jìn)行性能分析，本文針對非理想MIMO模型提出了一些減格輔助預(yù)編碼方案并進(jìn)行了詳細(xì)了性能分析，并針對實(shí)際環(huán)境提出了建議。 本文研究了基于減格輔助技術(shù)的包括線性預(yù)編碼與非線性預(yù)編碼在內(nèi)的多種MIMO方案。首先，在理想MIMO模型的基礎(chǔ)上，本文分別建立了信道估計(jì)存在偏差以及天線相關(guān)信道的非理想的MIMO模型。研究了迫零，基于最小均方誤差準(zhǔn)則（MMSE）的線性預(yù)編碼技術(shù)，分析了上述線性預(yù)編碼方案的不足，進(jìn)而提

4、出了基于MMSE準(zhǔn)則的結(jié)合VBLAST算法的Tomlinson-Harishima預(yù)編碼（THP）方案，在各種MIMO模型下的仿真結(jié)果表明，此算法比其他THP方案具有更好的性能。 針對非理想MIMO模型，提出了減格輔助的基于MMSE準(zhǔn)則的結(jié)合VBLAST算法的THP方案。該方案與現(xiàn)有的基于迫零的THP方案或者結(jié)合QR分解的THP方案相比都有更好的性能。仿真結(jié)果表明，所提出的LRA-VBLAST-MMSE-THP方案在信道估計(jì)存在

5、偏差或者天線相關(guān)信道等非理想MIMO模型下仍然有較好的性能增益，具有一定的實(shí)用性。 繼續(xù)針對非理想MIMO模型，本文分析了現(xiàn)有矢量預(yù)編碼方案復(fù)雜度太高的不足，提出了復(fù)雜度較低的減格輔助的基于MMSE準(zhǔn)則并結(jié)合VBLAST技術(shù)的矢量預(yù)編碼方案。為了進(jìn)一步研究所提出方案的性能，同時也提出了減格輔助的基于MMSE準(zhǔn)則并利用現(xiàn)有的線性處理技術(shù)的矢量預(yù)編碼方案。本文對所提出低復(fù)雜度方案進(jìn)行了仿真結(jié)果和算法復(fù)雜度分析，二者均表明本文所提出算