空間相關MIMO信道下有限反饋預編碼技術研究.pdf

1、多輸入多輸出（Multiple-input Multiple-output，MIMO）技術是目前最有前途的無線技術，對于下一代無線通信系統(tǒng)來說，MIMO技術已經(jīng)成為最令人滿意的侯選者。MIMO技術是實現(xiàn)充分利用空間資源提高頻譜效率的一個重要手段，能夠有效地保證可靠性傳輸與高速率傳輸。有限反饋預編碼技術有很大的靈活性，可以很方便地與空間復用或分集技術結合使用，基于接收機反饋的量化信道狀態(tài)信息（Channel State Informati

2、on，CSI），通過預編碼碼字選擇，消弱小區(qū)間干擾，簡化接收機結構，提高系統(tǒng)容量。有限反饋預編碼技術已經(jīng)廣泛應用于LTE（Long Tern Evolution）、WiMax等B3G（Beyond Third Generation）移動通信系統(tǒng)中。
　　本課題詳細探討MIMO系統(tǒng)中有限反饋預編碼，重點研究針對信道具有空間相關性時基于碼本的預編碼技術。論文的主要工作如下：
　　(1)闡述了本課題研究背景、MIMO技術以及MIM

3、O系統(tǒng)中的預編碼技術，詳細概述了有限反饋技術。
　　(2)介紹了研究本課題過程中所必需的相關原理和基本模型，包括無線信道的傳輸特性，與信道空間相關性有關的信道參數(shù)，空間相關信道模型，信號檢測技術等。
　　(3)總體介紹了反饋信息的獲取以及基于碼本的有限反饋機制，簡單介紹了Grassmannian碼本和 RVQ碼本的設計。針對具有空間相關性的MIMO信道，首先通過對MSV-SC（Minimum Singular Value S

4、election Criterion）碼字選擇準則的理論推導得出空間復用MIMO系統(tǒng)中的預編碼器結構，在此基礎上，研究一種旋轉碼本，實驗仿真結果表明新碼本在性能上的優(yōu)勢。同時，基于旋轉碼本的預編碼方案，將此思想應用于V-BLAST接收的MIMO系統(tǒng)中，進一步改善了新碼本的誤碼率性能。接下來，研究了空間相關MIMO信道下基于RVQ碼本的有限反饋預編碼方案。理論分析了該預編碼方案相對于發(fā)射端已知完全CSI時的接收信噪比（Signal to

5、Noise Ratio，SNR）損失，同時，為了提高 RVQ碼本的性能，研究設計一種修正的碼本，通過使用一個矩陣A對RVQ碼本進行處理。在特定天線數(shù)目配置的情況下，矩陣A的選擇可以轉化為發(fā)射相關矩陣的某種形式。實驗仿真表明修正的碼本相比于原有的RVQ碼本在性能上得到了顯著的提升。
　　(4)針對酉預編碼OSTBC有限反饋系統(tǒng)，通過理論推導平均失真函數(shù)，設計出一種適用于空間相關信道下的多層碼字結構的新碼本，仿真結果表明新碼本的誤碼率