基于Grassmann流形的非相干酉空時星座圖研究.pdf

1、多輸入多輸出(Multi-input Multi-output;MIMO)無線通信系統(tǒng)是發(fā)射端和接收端均采用多天線的信息傳輸方式,因其頻譜利用率高和抗衰落能力強而受到無線通信領(lǐng)域的廣泛關(guān)注。MIMO無線通信分為相干通信和非相干通信兩種方式,相干通信表示接收端在已知信道狀態(tài)信息的情況下才能解調(diào)的通信模式,非相干通信表示接收端不知道信道狀態(tài)信息的情況下也能解調(diào)的通信模式。MIMO無線通信的信息論研究成果表明:信道容量可達的非相干MIMO通信

2、系統(tǒng)的輸入信號具有酉矩陣的結(jié)構(gòu)形式,而酉矩陣的列向量所張成的線性子空間集合是 Grassmann流形,故非相干酉空時星座圖的設(shè)計問題等效于在Grassmann流形上尋找最優(yōu)包絡(luò)的問題。
　　非相干酉空時星座圖設(shè)計有很多方式,本文以Grassmann流形為數(shù)學(xué)工具研究了非相干MIMO通信中的酉空時星座圖設(shè)計問題。
　　本文首先對已有的基于Grassmann流形的酉空時星座圖進行了解讀和發(fā)展。首先構(gòu)造了任意尺寸的滿分集、滿速率相

3、干空時碼,然后采用Grassmann流形切空間的指數(shù)映射方式,將所構(gòu)造的相干空時碼映射到Grassmann流形上,由此構(gòu)造出Grassmann非相干酉空時星座圖。這種切空間矩陣指數(shù)映射的方法是Grassmann流形這一數(shù)學(xué)工具用來構(gòu)造酉空時星座圖的第一個實例。
　　在上述基礎(chǔ)上,本文提出一種在Grassmann流形上采用搜索的方式尋找最優(yōu)非相干酉空時星座圖的方法。首先本文定義了一種酉矩陣框架結(jié)構(gòu),酉矩陣的元素取自QAM調(diào)制符號集;