非完美信道信息下MIMO通信系統(tǒng)傳輸技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動設(shè)備的普及與廣泛應(yīng)用，人們要求移動網(wǎng)絡(luò)具備高速率的特性，而MIMO技術(shù)正滿足這一需求。MIMO技術(shù)利用空分復(fù)用而提高頻譜效率，但這需要系統(tǒng)可以獲知信道狀態(tài)信息。在實用的系統(tǒng)特別是頻分雙工(FDD)系統(tǒng)中，系統(tǒng)很難獲得完美信道狀態(tài)信息，因此，研究非完美信道狀態(tài)信息對MIMO系統(tǒng)性能的影響就十分必要。本文分別研究非完美信道狀態(tài)信息對多用戶MIMO中繼系統(tǒng)、MIMO接收天線選擇系統(tǒng)和MIMO安全通信系統(tǒng)性能的影響。
　　論文第二

2、章研究非完美信道狀態(tài)信息下多用戶MIMO中繼系統(tǒng)的性能。在本文研究的多用戶MIMO中繼系統(tǒng)中，中繼采用放大轉(zhuǎn)發(fā)的方式，中繼與用戶均采用信道估計技術(shù)估計出信道狀態(tài)信息，然后再利用隨機向量量化方案對信道狀態(tài)信息的估計值進行量化。論文首先推導(dǎo)出該系統(tǒng)和速率的下界，并基于此下界推導(dǎo)和損失速率的一個上界以定量分析信道估計誤差與量化誤差對中繼系統(tǒng)性能的影響。然后，論文根據(jù)此上界分別設(shè)計中繼側(cè)與用戶側(cè)的有限反饋方案，采用此有限反饋方案可以將系統(tǒng)的和損

3、失速率控制在一定的范圍內(nèi)。另外，根據(jù)高信噪比下的系統(tǒng)可達速率，設(shè)計出最優(yōu)的導(dǎo)頻方案。最后，論文還給出系統(tǒng)和速率的上界。
　　論文第三章研究非完美信道狀態(tài)信息下MIMO接收天線選擇系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。在該系統(tǒng)中，接收端采用信道估計技術(shù)估計出信道矩陣并根據(jù)估計值選擇信道質(zhì)量最好的一根天線用來接收信號，然后采用隨機向量量化方案對選中的信道向量進行量化。首先，論文考慮只存在量化誤差的場景，針對該場景論文推導(dǎo)出中斷概率與平均誤符號率的閉合表達式

4、，并給出遍歷容量的近似閉合表達式。然后，針對同時存在信道估計誤差與量化誤差的場景，根據(jù)上一場景得到的結(jié)果直接推導(dǎo)出中斷概率與平均誤符號率的閉合表達式、遍歷容量的近似閉合表達式。最后，我們用數(shù)值仿真結(jié)果驗證了兩種場景下推導(dǎo)結(jié)果的正確性，同時表明遍歷容量的近似閉合表達式可以很好地近似遍歷容量。
　　論文第四章與第五章分別研究非完美信息狀態(tài)信息下MISOSE（僅發(fā)送端配置多根天線的安全系統(tǒng)）和MIMOME（發(fā)送端和接收端均配置多根天線的

5、安全系統(tǒng)）的系統(tǒng)性能。在這兩種系統(tǒng)中，合法接收者分別采用信道估計技術(shù)估計出信道向量與信道矩陣。然后，在MISOSE系統(tǒng)中，采用隨機向量量化對合法接收者信道向量的估計值進行量化;而在MIMOME系統(tǒng)中，采用隨機矩陣量化對合法接收者信道矩陣的估計值進行量化。針對MISOSE系統(tǒng)和MIMOME系統(tǒng)，論文第四章和第五章分別推導(dǎo)出對應(yīng)的安全通信速率損失的上界以定量分析信道估計誤差與量化誤差對安全通信系統(tǒng)性能的影響，并根據(jù)該上界，分別設(shè)計出相應(yīng)的有