多用戶MIMO無線通信系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的快速發(fā)展，移動(dòng)通信與寬帶無線接入技術(shù)逐步走向融合。為在有限的頻譜資源內(nèi)滿足無線通信系統(tǒng)的發(fā)展需求，在發(fā)射端和接收端使用多天線進(jìn)行傳輸?shù)腗IMO技術(shù)已成為部署現(xiàn)有和下一代無線通信系統(tǒng)的重要模式之一。作為MIMO技術(shù)的一個(gè)重要分支，多用戶MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)利用基站發(fā)送端的信道狀態(tài)信息對發(fā)送信號進(jìn)行預(yù)處理，以幫助降低共道用戶間的干擾，使系統(tǒng)獲得更高的性能增益。多用戶MIMO系統(tǒng)的干擾抑制預(yù)編碼技術(shù)對提高實(shí)際系統(tǒng)的通信性

2、能具有重要作用，已經(jīng)成為MIMO無線通信系統(tǒng)的研究熱點(diǎn)。本文針對多用戶MIMO系統(tǒng)的下行鏈路預(yù)編碼問題進(jìn)行了深入研究，取得的創(chuàng)新成果如下：
　　(1)針對多用戶準(zhǔn)正交空時(shí)分組碼MIMO系統(tǒng)，提出了改進(jìn)的信號泄漏噪聲比(SLNR)最大化預(yù)編碼方案。該方案考慮了最大比合并(MRC)接收機(jī)對共道干擾信號功率的影響，定義了新的優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)，通過迭代優(yōu)化和恰當(dāng)選取預(yù)編碼矩陣的復(fù)比例因子，該預(yù)編碼方案可實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼優(yōu)化問題的簡化求解及接收端對Q

3、STBC碼字的逐符號譯碼。該改進(jìn)的SLNR預(yù)編碼方案能夠有效改善原始SLNR預(yù)編碼方案中，由于共道干擾用戶增加引起系統(tǒng)性能下降的問題，可通用于采用不同4×4 QSTBC碼字的多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該改進(jìn)的預(yù)編碼方案對系統(tǒng)用戶數(shù)的魯棒性強(qiáng)，能有效抑制多用戶MIMO系統(tǒng)中的共道干擾，從而實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)性能的有效提升。
　　(2)針對多數(shù)據(jù)流多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路，提出一種基于泄漏的非線性預(yù)編碼方案。該預(yù)編碼方案

4、基于SLNR最大化準(zhǔn)則抑制系統(tǒng)用戶間的共道干擾(IUI)，將傳統(tǒng)工作于用戶域的THP算法拓展到碼流域，以消除指向同一用戶的多個(gè)碼流間的串?dāng)_(ISI)，實(shí)現(xiàn)了在基站發(fā)送端對系統(tǒng)IUI和ISI的同步抑制消除。通過采用集中式結(jié)構(gòu)的THP進(jìn)行預(yù)編碼設(shè)計(jì)，該預(yù)編碼方案有效地平衡了指向同一用戶的多個(gè)數(shù)據(jù)流之間的等效信道增益，簡化了接收機(jī)結(jié)構(gòu)，避免了接收端線性均衡帶來的噪聲放大問題，提高了系統(tǒng)的功率效率。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該預(yù)編碼方案在不考慮THP排

5、序問題的情況下，仍能獲得滿意的系統(tǒng)性能。
　　(3)針對多小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路，提出了改進(jìn)的SLNR最大化線性預(yù)編碼方案。通過在優(yōu)化目標(biāo)中考慮接收端白化濾波器的影響，該預(yù)編碼方案實(shí)現(xiàn)了對用戶間干擾和小區(qū)間干擾(OCI)的同步抑制消除;在求解預(yù)編碼矩陣優(yōu)化問題時(shí)，基于QR分解提出了一種新的低復(fù)雜度求解算法，該算法能以較低的計(jì)算復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性能的有效提升。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，與原始的SLNR線性預(yù)編碼方案相比，該改進(jìn)的SLN