MIMO系統(tǒng)中預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、高速發(fā)展的通信技術(shù)對(duì)信息傳輸速率和頻譜利用率提出了越來越高的要求，MIMO技術(shù)在不增加發(fā)射功率的條件下可以成倍的增加頻譜利用率，因此得到廣泛的應(yīng)用。復(fù)雜的無線信道使MIMO信號(hào)的有效傳輸受到極大限制，預(yù)編碼技術(shù)能夠補(bǔ)償信道造成的衰落，使信號(hào)傳輸與通信信道更加匹配。設(shè)計(jì)高性能、低復(fù)雜度的預(yù)編碼矩陣成為MIMO通信技術(shù)的關(guān)鍵問題，值得關(guān)注。
　　 該論文針對(duì)MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行研究，根據(jù)迫零(ZF)準(zhǔn)則、最小均方誤差(MMS

2、E)準(zhǔn)則、最大容量準(zhǔn)則等進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求在MIMO系統(tǒng)的誤碼性能、系統(tǒng)容量等方面做出改進(jìn)。文章主要工作包括：
　　 ①從ZF準(zhǔn)則出發(fā)，研究了信道逆轉(zhuǎn)(CI)、選擇性信道逆轉(zhuǎn)(SCI)、相關(guān)旋轉(zhuǎn)(CR)以及收發(fā)端聯(lián)合優(yōu)化的線性預(yù)編碼技術(shù)。針對(duì)ZF準(zhǔn)則放大噪聲的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了基于MMSE準(zhǔn)則的SCI算法、CR算法。根據(jù)信道間的干擾信號(hào)的特點(diǎn)，提出了結(jié)合CR思想的收發(fā)端聯(lián)合優(yōu)化算法，并給出了信道狀態(tài)信息不完美時(shí)各個(gè)線性預(yù)編碼算法的設(shè)計(jì)方法

3、。仿真結(jié)果表明：設(shè)計(jì)算法誤碼性能具有明顯的優(yōu)勢。
　　 ②研究基于信道分解的預(yù)編碼技術(shù)，給出了奇異值分解技術(shù)(SVD)、幾何均值分解(GMD)技術(shù)和均勻信道分解(UCD)技術(shù)的設(shè)計(jì)方法。針對(duì)GMD(UCD)算法沒有利用干擾信號(hào)能量的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了利用信道干擾信息的GMD(UCD)算法。仿真結(jié)果表明：該設(shè)計(jì)方法能夠顯著提高系統(tǒng)誤碼性能2dB左右。
　　 ③針對(duì)線性預(yù)編碼存在誤差傳輸效應(yīng)和容量損失大的缺點(diǎn)，研究非線性Tomli

4、nson-Harashima預(yù)編碼(THP)技術(shù)。分析影響THP系統(tǒng)誤碼性能的因素，研究了三種誤碼性能改進(jìn)方法：結(jié)合分集編碼技術(shù)、結(jié)合功率分配技術(shù)、結(jié)合GMD分解技術(shù)。分析影響THP系統(tǒng)容量的因素，并給出了MMSE-THP系統(tǒng)信道容量的計(jì)算方法，以及信道狀態(tài)信息不完美狀態(tài)下ZF-THP和MMSE-THP系統(tǒng)容量的計(jì)算公式。針對(duì)造成THP容量的損失原因，設(shè)計(jì)了最大容量準(zhǔn)則下結(jié)合波束成形的MMSE-THP系統(tǒng)，并通過理論分析和仿真結(jié)果進(jìn)行了