MIMO系統(tǒng)中的有限反饋技術(shù)研究.pdf

1、多天線(MIMO)通信技術(shù)可以提供空間分集增益和空間復(fù)用增益，并可以實(shí)現(xiàn)空分多址和干擾抵消，能夠極大地提高無(wú)線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和性能，滿足無(wú)線通信業(yè)務(wù)日益增長(zhǎng)的需求，是下一代無(wú)線通信系統(tǒng)必然采用的技術(shù)。MIMO技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)很大程度上取決于發(fā)射端能否能獲取信道狀態(tài)信息(CSIT)進(jìn)行預(yù)編碼。而實(shí)際無(wú)線通信系統(tǒng)是有限反饋系統(tǒng)，因此MIMO系統(tǒng)中的CSI有限反饋是一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。本文以反饋和利用MIMO系統(tǒng)中的部分CSI為課題進(jìn)行了理

2、論和技術(shù)上的研究，主要完成了以下工作： 本文首先論述了CSI對(duì)MIMO系統(tǒng)的影響，總結(jié)了不同CSI情況下MIMO系統(tǒng)的模型與信號(hào)處理方式，并從波束成型的角度直觀分析了預(yù)編碼的實(shí)際物理意義。 本文其后研究了基于碼書(shū)的有限反饋技術(shù)，全面研究了與Grassmann碼書(shū)相關(guān)的理論，指出Grassmann碼書(shū)的兩點(diǎn)不足：局限于特定信道和沒(méi)有包含功率分配信息。針對(duì)此兩點(diǎn)不足和有限反饋的限制，本文提出了一種“強(qiáng)制平分功率注水”(FEP

3、W)的功率分配方法。此方法的優(yōu)點(diǎn)在于不增加反饋量并能達(dá)到較高的容量。本文將FEPW與Lloyd算法結(jié)合，進(jìn)行對(duì)任意統(tǒng)計(jì)特性信道的聯(lián)合方向一功率碼書(shū)設(shè)計(jì)。 然后本文研究了基于機(jī)會(huì)式波束成型的有限反饋系統(tǒng)，針對(duì)此類系統(tǒng)在用戶數(shù)目較少時(shí)容量小的缺點(diǎn)進(jìn)行了多方面的改進(jìn)。主要改進(jìn)有：根據(jù)信噪比在單隨機(jī)波束與多隨機(jī)波束模式之間做切換，以克服噪聲與波束間干擾的主要矛盾；在不增加反饋量的前提下將機(jī)會(huì)式波束成型與接收天線選擇合并技術(shù)結(jié)合；還提出了

4、一種“部分隨機(jī)的波束選擇機(jī)會(huì)式空分多址技術(shù)”(POSDMAs)。利用信道的時(shí)間相干特性，適當(dāng)控制波束隨機(jī)自由度，提高了OSDMAS的系統(tǒng)容量，同時(shí)保證了波束選擇增益不隨用戶數(shù)目或者子載波數(shù)目的增多而迅速下降。 最后本文針對(duì)MIMO有限反饋技術(shù)在認(rèn)知無(wú)線電系統(tǒng)的應(yīng)用，提出了一類“主用戶信道零空間波束成型”技術(shù)，并以主用戶信道零空間機(jī)會(huì)式波束成型為例，進(jìn)行了性能仿真和評(píng)估。此類技術(shù)最大程度地減少了認(rèn)知用戶對(duì)主用戶的干擾，并保證了認(rèn)知