高速鐵路移動環(huán)境下MIMO信道預測與預處理技術研究.pdf

1、隨著移動通信業(yè)務需求的持續(xù)增長，移動通信已經(jīng)成為當前世界上技術發(fā)展最迅速的學科之一。多輸入多輸出技術(MIMO)作為新一代移動通信領域的關鍵技術之一，也是目前移動通信領域的研究熱點，更優(yōu)于單天線系統(tǒng)，MIMO技術能較好地提高信息傳輸?shù)乃俾?，改善信息傳輸?shù)馁|(zhì)量，提升通信容量。目前，多輸入多輸出技術已經(jīng)廣泛應用于寬帶無線接入以及長期演進(LTE)等無線通信系統(tǒng)中。
　　MIMO系統(tǒng)的性能提升與MIMO無線信道的傳輸特性關系較大。如果系

2、統(tǒng)能夠準確獲得信道的狀態(tài)信息，并且充分將其利用于自適應傳輸技術中，能顯著提升通信系統(tǒng)的系統(tǒng)容量。通信系統(tǒng)可以根據(jù)信道狀態(tài)信息進行空時編碼，預編碼，自適應調(diào)制，功率控制等，提升通信質(zhì)量。
　　在高速移動的通信系統(tǒng)中，由于信道快變，當前時刻通過信道估計出來的信道狀態(tài)信息不再適合指導未來時刻發(fā)射端發(fā)送下行數(shù)據(jù)。下一代蜂窩通信需要支持快達500km/h的超高移動速度。所以有必要使發(fā)射端準確獲取未來的信道狀態(tài)信息，或者直接減輕甚至克服對信道

3、狀態(tài)信息的需求，以顯著改善系統(tǒng)性能。
　　系統(tǒng)精確傳輸?shù)年P鍵在于準確的信道狀態(tài)信息，由于信道預測技術能有效修正不準確的信道狀態(tài)信息，是近年來MIMO增強技術的研究熱點之一。系統(tǒng)通過參考符號對當前時刻的信道狀態(tài)信息進行估計，并依據(jù)當前時刻的信道狀態(tài)信息預測或者修正未來時刻的信道狀態(tài)信息，從而提升MIMO系統(tǒng)傳輸?shù)男阅堋?br>　　隨著高速鐵路的快速發(fā)展，移動臺的移動速度不斷提高，移動傳播環(huán)境越來越惡劣，某些傳統(tǒng)的通信技術適用性不斷受

4、到挑戰(zhàn)，酉空時編碼技術不同于傳統(tǒng)的空時編碼技術，可以應用于未知信道狀態(tài)信息的惡劣信道中，以克服系統(tǒng)無法正常獲取CSI的困難。
　　本文首先對MIMO信道預測與跟蹤技術進行了研究。MIMO信道預測技術主要考察了幾種常用的信道預測算法，并通過預編碼技術對信道預測的性能進行了進一步驗證。本文考察的算法包括基于MMSE和基于自適應濾波器的預測算法。基于MMSE的預測算法思想是信道的全局統(tǒng)計特性，基于自適應的預測算法思想是數(shù)據(jù)的局部平穩(wěn)性，

5、依據(jù)使用自適應濾波器的種類可以分為基于NIMS(歸一化最小均方誤差)，RLS(遞歸最小二乘法)和Kalman這三種方法。最后，結(jié)合局部平穩(wěn)性和全局統(tǒng)計特性，提出了引入預測樣本迭代的信道預測策略，在預測深度加大的情況下有較好預測性能。
　　本文還對酉空時編碼技術進行了研究，其中包括傳統(tǒng)的酉空時編碼技術和差分酉空時編碼技術，分別對兩種酉空時編碼技術在不同星座構(gòu)成，不同多普勒擴展，不同檢測方法，不同信道時變性等方面進行了充分的考察。最后