無線協(xié)作通信系統(tǒng)預(yù)編碼與有限反饋技術(shù)研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代無線移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,人們對(duì)無線通信提出了更高的要求,主要有寬帶高速率和移動(dòng)互聯(lián)。具體來說,包括移動(dòng)中的數(shù)據(jù)可靠傳輸,區(qū)域干擾抑制和分布式/集中式信號(hào)處理等。為了應(yīng)對(duì)上述新的挑戰(zhàn),人們提出了協(xié)作通信的概念。研究表明,通過協(xié)作通信技術(shù),可以提高頻譜利用率,小區(qū)邊界用戶數(shù)據(jù)速率和網(wǎng)絡(luò)整體數(shù)據(jù)速率。多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)傳輸技術(shù)被廣泛應(yīng)用于協(xié)作通信系統(tǒng)中后,發(fā)射機(jī)可以根

2、據(jù)信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)采用優(yōu)化預(yù)編碼等信號(hào)處理技術(shù),進(jìn)一步提高系統(tǒng)的性能。但是在實(shí)際頻分復(fù)用( Frequency-Division Duplex,FDD)系統(tǒng)中,發(fā)射端只能獲得非理想的信道狀態(tài)信息。接收端首先量化信道狀態(tài)信息,然后反饋給發(fā)射端,由于量化比特?cái)?shù)是有限的,因此量化誤差不可避免。因此,深入研究反饋和預(yù)編碼技術(shù),具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值和理論意義。
　　目前常用的協(xié)作通

3、信技術(shù)主要分為兩類,中繼協(xié)作通信技術(shù)和多點(diǎn)協(xié)作通信技術(shù)(Cooperative of Multi Point,CoMP)。本文在此基礎(chǔ)上,主要研究以下三種技術(shù):雙向中繼系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)、基于有限反饋的多用戶雙向中繼系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)和多點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)反饋技術(shù)。
　　在對(duì)雙向中繼系統(tǒng)預(yù)編碼設(shè)計(jì)的研究中,本文以最小均方誤差(Minimum Mean Squared Error,MMSE)為準(zhǔn)則,聯(lián)合設(shè)計(jì)了源端非線性預(yù)編碼、中繼端線性預(yù)編碼和

4、接收端均衡矩陣。與傳統(tǒng)的源端采用線性預(yù)編碼的設(shè)計(jì)方案相比,源端采用非線性預(yù)編碼能更好的消除用戶多流數(shù)據(jù)之間的干擾,進(jìn)而得到更好的比特誤碼率(Bit Error Rate, BER)性能。本文將復(fù)雜的非凸優(yōu)化問題,分解為三個(gè)較為簡(jiǎn)單的子問題,通過迭代算法來聯(lián)合優(yōu)化源端和中繼的預(yù)編碼。仿真結(jié)果表明,本文提出的源端采用非線性預(yù)編碼的設(shè)計(jì)方案比源端采用線性預(yù)編碼的設(shè)計(jì)方案有更好的比特誤碼率性能。
　　在基于有限反饋的多用戶雙向中繼預(yù)編碼設(shè)

5、計(jì)的研究中,本文考慮中繼僅能獲得前向信道的量化信道方向信息( Channel Direction Information,CDI),以最小均方誤差為準(zhǔn)則,研究了中繼端的預(yù)編碼設(shè)計(jì),并充分考慮了CDI量化誤差的影響,通過最小化給定量化CDI信息下的用戶總MSE來實(shí)現(xiàn)魯棒性設(shè)計(jì)。仿真結(jié)果表明,就比特誤碼率而言,本文提出的魯棒性方案可以比不考慮CDI量化誤差的方案取得更優(yōu)的性能。
　　在對(duì)多點(diǎn)協(xié)作通信系統(tǒng)反饋技術(shù)的研究中,本文主要研究了

6、在聯(lián)合傳輸(Joint Transmission,JT)模式下增加聚合CQI(Aggregate CQI)信息反饋和基站之間相位(co-phase)信息反饋對(duì)整個(gè)通信系統(tǒng)的性能和邊界用戶性能的影響。系統(tǒng)級(jí)仿真結(jié)果表明,額外反饋聚合CQI信息能使邊界用戶獲得27.27％的吞吐量增益,而額外反饋基站之間相位信息則能使邊界用戶獲得24.73%的吞吐量增益。
　　協(xié)作通信可以有不同的方式,本文僅研究了中繼協(xié)作通信和多點(diǎn)協(xié)作通信聯(lián)合傳輸時(shí)的