MIMO系統(tǒng)中非線性預(yù)編碼的優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、MIMO（Multiple-input Multiple-Output，多輸入多輸出）系統(tǒng)使用多根天線來實現(xiàn)空間分集和空間復(fù)用，能夠獲得比SISO(Single-input Single-Output，單輸入單輸出)系統(tǒng)更高的信道容量和頻譜利用率，同時能提升數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。MIMO系統(tǒng)使用多根天線進行數(shù)據(jù)傳輸時會存在數(shù)據(jù)流或者用戶間的干擾，需要通過一定的檢測技術(shù)來恢復(fù)出原始的數(shù)據(jù)。通常，信號接收設(shè)備往往受到尺寸、功率等條件的限制；同時

2、接收端設(shè)備的地理位置往往是分布式的，因此在接收端使用復(fù)雜的聯(lián)合檢測算法較為困難。與接收端 MIMO檢測算法不同，發(fā)送端可以利用CSI(Channel State Information，信道狀態(tài)信息)對發(fā)送數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，即預(yù)編碼技術(shù)。發(fā)送端通過使用預(yù)編碼算法，使各天線上的數(shù)據(jù)能夠并行且無干擾的進行傳輸，這樣能提升系統(tǒng)容量且簡化了接收機的處理過程，降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。
　　預(yù)編碼算法可分為線性預(yù)編碼算法和非線性預(yù)編碼算法。線性預(yù)編碼

3、算法實現(xiàn)簡單，但性能較差；非線性預(yù)編碼算法的復(fù)雜度普遍較高，但是性能優(yōu)越線性預(yù)編碼。
　　本論文將基于MIMO系統(tǒng)模型，在發(fā)送端獲悉理想CSI情況下對非線性預(yù)編碼算法進行研究。論文首先介紹幾種主流非線性預(yù)編碼算法的基本原理，即TH（Tomlinson-Harashima）預(yù)編碼，VP（Vector-Perturbation）預(yù)編碼，基于LRA（LatticeReduction Aided）的VP預(yù)編碼。在這三種預(yù)編碼中，VP預(yù)編碼

4、的性能最好，同時具有與ZF（Zero-Forcing，迫零）預(yù)編碼相似的編碼結(jié)構(gòu)，但是其確定擾動矢量時具有較高的復(fù)雜度，現(xiàn)實運用比較困難。隨后本論文以優(yōu)化VP預(yù)編碼為出發(fā)點，在理想CSI條件下，深入研究了多用戶MIMO系統(tǒng)中迫零與矢量擾動聯(lián)合預(yù)編碼算法，并在此基礎(chǔ)上提出了THP與矢量擾動聯(lián)合預(yù)編碼算法。之后本論文在這兩種算法的基礎(chǔ)上討論了用戶選擇或者排序算法，即根據(jù)CSI對需要擾動的用戶數(shù)據(jù)進行選擇。同時本論文對這兩種聯(lián)合預(yù)編碼算法進行