MIMO系統(tǒng)中基于不完全反饋信息的功率分配算法研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系統(tǒng)可有效改善無線通信系統(tǒng)的性能。垂直分層空時(shí)編碼(Vertical Bell Laboratories Layered Space Time, V-BLAST)是一種基于MIMO傳輸方式的空時(shí)傳輸技術(shù),將 Turbo碼的迭代譯碼思想用到 V-BLAST系統(tǒng)中即Turbo-BLAST系統(tǒng),通過接收端的迭代檢測(cè)可以提高系統(tǒng)的誤比特率(Bit Error

2、 Rate, BER)性能。此外,在多天線系統(tǒng)中采用自適應(yīng)功率分配技術(shù)可進(jìn)一步改善系統(tǒng)的BER性能。本論文的研究?jī)?nèi)容包括V-BLAST檢測(cè)算法、Turbo-BLAST迭代檢測(cè)算法以及Turbo-BLAST雙迭代檢測(cè)算法,信道狀態(tài)信息完全已知和信道反饋有延遲時(shí),V-BLAST系統(tǒng)中基于迫零(Zero Forcing, ZF)檢測(cè)和最小均方誤差(Minimum Mean Square Error, MMSE)檢測(cè)的自適應(yīng)功率分配算法。論文的

3、主要工作如下:
　　1.在V-BLAST檢測(cè)和Turbo-BLAST迭代檢測(cè)的基礎(chǔ)上,受比特交織編碼調(diào)制迭代譯碼(Bit Interleaved Coded Modulation with Iterative Decoding, BICM-ID)技術(shù)的啟發(fā),提出一種基于解調(diào)器與譯碼器之間內(nèi)層迭代譯碼,檢測(cè)器與譯碼器之間外層迭代檢測(cè)的Turbo-BLAST雙迭代檢測(cè)算法。與Turbo迭代檢測(cè)相比,采用所提算法可進(jìn)一步改善系統(tǒng)的BER

4、性能。
　　2.針對(duì)信道反饋有延遲的V-BLAST系統(tǒng),以BER為優(yōu)化目標(biāo),提出基于ZF檢測(cè)的次優(yōu)和最優(yōu)兩種自適應(yīng)功率分配算法。通過系統(tǒng)建模與性能分析,推導(dǎo)出接收信號(hào)的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR)的概率密度函數(shù)(Probability Density Function, PDF),利用數(shù)學(xué)變換得到系統(tǒng)BER的表達(dá)式。發(fā)送端在總功率約束條件下,分別采用拉格朗日

5、極值法和牛頓迭代法給出功率分配矩陣的次優(yōu)解和最優(yōu)解,并對(duì)所提兩種功率分配算法的復(fù)雜度和性能進(jìn)行分析與比較。與等功率分配算法相比,采用所提兩種自適應(yīng)功率分配算法均可顯著改善系統(tǒng)的BER性能。
　　3.針對(duì)存在信道反饋延遲的V-BLAST系統(tǒng),以BER為優(yōu)化目標(biāo),提出一種基于MMSE檢測(cè)的自適應(yīng)功率分配算法。由于MMSE檢測(cè)用的權(quán)向量綜合考慮了信道矩陣和噪聲的影響,其接收信號(hào)的SINR比基于ZF檢測(cè)的SINR復(fù)雜的多,很難直接推導(dǎo)出它