非線性預(yù)編碼中的星座擴(kuò)展及解調(diào)方法研究.pdf

1、作為3G技術(shù)的演進(jìn)技術(shù)，LTE以其更高的系統(tǒng)容量、傳輸可靠性及頻譜利用率，已經(jīng)成為全球各大主流運(yùn)營(yíng)商的共同選擇，并且在全球商用過(guò)程中已經(jīng)取得重大進(jìn)展。MIMO技術(shù)毫無(wú)疑問(wèn)是LTE的核心技術(shù)之一，但是由于MIMO系統(tǒng)中普遍存在的多個(gè)數(shù)據(jù)流及多個(gè)用戶(hù)間的干擾問(wèn)題以及各用戶(hù)接收機(jī)的分布式處理，在接收端進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)已然不實(shí)際，因此在發(fā)送端利用信道狀態(tài)信息（CSI）調(diào)整發(fā)射策略的預(yù)編碼技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，預(yù)編碼技術(shù)有效地抑制MIMO系統(tǒng)中的多個(gè)數(shù)據(jù)流及

2、多個(gè)用戶(hù)間的干擾，在大幅降低接收機(jī)處理復(fù)雜度的前提下顯著提升信道容量，因而有助于MIMO獲得其特有的復(fù)用增益和分集增益。
　　本文對(duì)LTE中MIMO下行鏈路的預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行了研究。相對(duì)于線性預(yù)編碼算法，如ZF（迫零）預(yù)編碼和MMSE（最小均方誤差）預(yù)編碼算法，以THP（模代預(yù)編碼）和VP（矢量擾動(dòng)）等為代表的非線性預(yù)編碼算法及它們的一些衍生算法能以可接受的復(fù)雜度為代價(jià)，獲得相比于線性預(yù)編碼更顯著的性能增益。
　　然而，THP

3、和VP預(yù)編碼算法都需要引入取模操作，由于THP算法在發(fā)送和接受端都采用了取模操作，這將會(huì)引入取模損耗、成形損耗及功率損耗。而VP在接收端也采用了取模操作，也會(huì)引入取模損耗。這些損耗都會(huì)給THP和VP預(yù)編碼的性能帶來(lái)不小的負(fù)增益，嚴(yán)重影響非線性預(yù)編碼下的MIMO系統(tǒng)的性能。針對(duì)以上問(wèn)題，本文將提出改進(jìn)后的THP和VP預(yù)編碼的收發(fā)算法。文章主要工作如下：
　　簡(jiǎn)單回顧MIMO系統(tǒng)中預(yù)編碼技術(shù)的原理及其作用，闡述ZF及MMSE等線性預(yù)編

4、碼算法和THP及VP等非線性預(yù)編碼算法的設(shè)計(jì)原理，并利用MATLAB仿真，驗(yàn)證各種預(yù)編碼算法的性能，總結(jié)對(duì)比它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
　　分析THP預(yù)編碼算法因收發(fā)端均引入取模操作而帶來(lái)的取模損耗、成形損耗及功率損耗等各種損耗，考慮基于Turbo信道編碼下的擴(kuò)展星座圖的軟解調(diào)方案。另一方面，針對(duì)取模操作可能使得接收端的符號(hào)飄移到取模界限之外，本文考慮擴(kuò)展取模間隔方案，但是擴(kuò)展取模間隔的系統(tǒng)在減小取模損耗的同時(shí)也會(huì)增加功率損耗，因此本文提

5、出找到折衷取模損耗和功率損耗的最優(yōu)取模擴(kuò)展因子，使得加入取模擴(kuò)展因子之后，系統(tǒng)的整體性能仍能夠有增益。
　　研究VP預(yù)編碼的簡(jiǎn)化方案——LRA-VP預(yù)編碼，并提出適用于帶有AMC的鏈路和系統(tǒng)級(jí)仿真的基于 LRA-VP的多用戶(hù)不同調(diào)制方式下的預(yù)編碼算法。分析LRA-VP預(yù)編碼算法因接收端引入取模操作而帶來(lái)的取模損耗，考慮基于Turbo信道編碼下的擴(kuò)展星座圖的軟解調(diào)方案。同樣，針對(duì)取模操作可能使得接收端的符號(hào)飄移到取模界限之外，本文考