不完善信道信息MIMO廣播信道容量可達(dá)方法研究.pdf

1、隨著無線通信系統(tǒng)中多媒體等數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的普及，用戶越來越迫切地希望在無線終端上獲得與有線網(wǎng)絡(luò)相同的服務(wù)質(zhì)量和使用體驗(yàn)。因此，可以成倍提高無線通信系統(tǒng)頻譜效率的多天線技術(shù)成為了未來高速移動(dòng)通信系統(tǒng)中的重要技術(shù)。尤其在多天線廣播信道中，除了可以獲得與點(diǎn)對(duì)點(diǎn)多用戶系統(tǒng)相同的空分復(fù)用增益外，多用戶分集的引入使得系統(tǒng)在為多用戶服務(wù)的同時(shí)獲得比點(diǎn)對(duì)點(diǎn)系統(tǒng)更高的吞吐率。然而，無論是空分復(fù)用還是多用戶分集的獲得都極大地依賴于系統(tǒng)對(duì)于用戶信道狀態(tài)信息的獲取。

2、因此，具有不完善信道狀態(tài)信息的多天線廣播信道的性能以及有效獲得并利用信道狀態(tài)信息的方法就成為了研究的熱點(diǎn)。 本文聚焦于具有不完善信道狀態(tài)信息的多天線廣播信道，對(duì)其三個(gè)主要方面：信道狀態(tài)信息的高效反饋、有效獲取和反饋差錯(cuò)控制機(jī)制進(jìn)行深入的研究。通過本文的分析，具有不完善信道信息的多天線廣播信道系統(tǒng)被證明可以與信道信息準(zhǔn)確的情形保持相同的空分復(fù)用和多用戶分集；通過本文提出的部分用戶反饋，最優(yōu)訓(xùn)練和碼本重排等方法，具有不完善信道信息的

3、多天線廣播信道的吞吐率得到了顯著的提高。這些研究為多天線廣播信道傳輸技術(shù)的性能提高和實(shí)用化提供了很大的潛力。 在信道信息的高效反饋方面，本文分析了所有用戶進(jìn)行有限比特反饋使基站獲得信道狀態(tài)信息方法的性能，指出該方法是干擾受限的。為對(duì)抗這種不利影響，本文提出了結(jié)合部分用戶和有限比特反饋的方法。該方法可以使得系統(tǒng)在顯著減小反饋開銷的同時(shí)提高吞吐率并獲得與具有完善信道信息系統(tǒng)相同的空分復(fù)用和多用戶分集。 為了提高信道狀態(tài)信息的

4、獲取效率，本文提出了多天線廣播信道的最優(yōu)訓(xùn)練策略。這種最優(yōu)訓(xùn)練策略基于本文對(duì)信道估計(jì)誤差對(duì)于多天線廣播信道的影響的理論分析：信道估計(jì)誤差明顯降低了系統(tǒng)吞吐率。提出的最優(yōu)訓(xùn)練策略有效利用了系統(tǒng)的時(shí)隙，功率等資源，達(dá)到了數(shù)據(jù)傳輸和訓(xùn)練的最優(yōu)折衷，提高了系統(tǒng)的吞吐率并保持多用戶分集。 考慮到反饋信道的差錯(cuò)特性，在理論分析反饋差錯(cuò)會(huì)造成系統(tǒng)性能不能隨著反饋開銷的增加而得到提高的基礎(chǔ)上，提出了一種反饋碼本的重排機(jī)制，使得基站在反饋差錯(cuò)發(fā)生