基于有限反饋的MIMO系統(tǒng)線性預(yù)編碼研究.pdf

1、從信息論的角度，很早便有研究指出在發(fā)射端和接收端配置多根天線可以帶來(lái)相對(duì)于單天線系統(tǒng)可觀的容量增益。由多天線系統(tǒng)帶來(lái)的空間分集能夠提高系統(tǒng)的可靠性，同時(shí)為了利用由空分復(fù)用帶來(lái)的頻譜效率提升，預(yù)編碼技術(shù)作為一種分集和復(fù)用的平衡(trade-off)方法被深入的研究和廣泛的使用。要充分發(fā)揮預(yù)編碼技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，發(fā)送端信道狀態(tài)信息(CSIT)的獲取就尤為重要。本文正是在這樣的一個(gè)背景下對(duì)基于有限反饋技術(shù)的MIMO系統(tǒng)線性預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行了研究。首先

2、本文從信息論的角度說(shuō)明發(fā)送端的信道狀態(tài)信息CSIT對(duì)MIMO系統(tǒng)的容量提升具有重要的作用，利用CSIT進(jìn)行線性預(yù)編碼的設(shè)計(jì)是研究的主要方向，同時(shí)也引出一個(gè)新的問(wèn)題：如何在發(fā)送端獲取CSIT。在大多數(shù)的通信系統(tǒng)中，由于信道的互反性原理無(wú)法實(shí)現(xiàn)(例如典型的頻分復(fù)用FDD系統(tǒng))，所以要在發(fā)送端得到信道狀態(tài)信息，只能通過(guò)反饋的方式。反饋完全的信道信息是不現(xiàn)實(shí)的，這將占用大量的反向鏈路資源。因此，有限反饋技術(shù)的運(yùn)用將解決如何獲取CSIT的問(wèn)題。本

3、文對(duì)目前主要的利用有限反饋技術(shù)來(lái)解決MIMO系統(tǒng)中線性預(yù)編碼的問(wèn)題的方法進(jìn)行了介紹，隨后又重點(diǎn)研究了一種典型的基于有限反饋的預(yù)編碼方案——基于Grassmann流形碼本的線性預(yù)編碼。文章從預(yù)編碼矩陣的選擇準(zhǔn)則入手，通過(guò)建立預(yù)編碼矩陣在Grassmann流形中的數(shù)學(xué)模型以及解決如何設(shè)計(jì)碼本的問(wèn)題，詳盡的描述了這種方案的理論基礎(chǔ)，并且通過(guò)數(shù)據(jù)仿真對(duì)不同預(yù)編碼準(zhǔn)則，不同碼本大小等因素對(duì)性能的影響進(jìn)行了比較和分析。
　　 反饋量的大小對(duì)

4、反向鏈路的影響是不能忽視的，因此，如何在保證系統(tǒng)性能的前提減少反饋量是本文研究的重點(diǎn)之一。本文在隨后的章節(jié)中利用一個(gè)新的數(shù)學(xué)工具——子空間跟蹤方法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。同樣是在Grassmann流形中對(duì)預(yù)編碼矩陣進(jìn)行數(shù)學(xué)模型的建立，本文從另外一個(gè)角度分析了預(yù)編碼矩陣的生成方法，并且對(duì)其性能和關(guān)鍵系數(shù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)仿真和分析比較。
　　 經(jīng)過(guò)了上述的理論基礎(chǔ)的描述和分析，本文提出了一種新的能夠根據(jù)不同的信道時(shí)變特性來(lái)調(diào)整反饋量的線性預(yù)編碼方