空間相關(guān)MIMO信道下有限反饋預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出（Multiple-input Multiple-output，MIMO）技術(shù)是目前最有前途的無(wú)線技術(shù)，對(duì)于下一代無(wú)線通信系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，MIMO技術(shù)已經(jīng)成為最令人滿意的侯選者。MIMO技術(shù)是實(shí)現(xiàn)充分利用空間資源提高頻譜效率的一個(gè)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(yù)編碼技術(shù)有很大的靈活性，可以很方便地與空間復(fù)用或分集技術(shù)結(jié)合使用，基于接收機(jī)反饋的量化信道狀態(tài)信息（Channel State Informati

2、on，CSI），通過(guò)預(yù)編碼碼字選擇，消弱小區(qū)間干擾，簡(jiǎn)化接收機(jī)結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)容量。有限反饋預(yù)編碼技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于LTE（Long Tern Evolution）、WiMax等B3G（Beyond Third Generation）移動(dòng)通信系統(tǒng)中。
　　本課題詳細(xì)探討MIMO系統(tǒng)中有限反饋預(yù)編碼，重點(diǎn)研究針對(duì)信道具有空間相關(guān)性時(shí)基于碼本的預(yù)編碼技術(shù)。論文的主要工作如下：
　　(1)闡述了本課題研究背景、MIMO技術(shù)以及MIM

3、O系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)，詳細(xì)概述了有限反饋技術(shù)。
　　(2)介紹了研究本課題過(guò)程中所必需的相關(guān)原理和基本模型，包括無(wú)線信道的傳輸特性，與信道空間相關(guān)性有關(guān)的信道參數(shù)，空間相關(guān)信道模型，信號(hào)檢測(cè)技術(shù)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(jī)制，簡(jiǎn)單介紹了Grassmannian碼本和 RVQ碼本的設(shè)計(jì)。針對(duì)具有空間相關(guān)性的MIMO信道，首先通過(guò)對(duì)MSV-SC（Minimum Singular Value S

4、election Criterion）碼字選擇準(zhǔn)則的理論推導(dǎo)得出空間復(fù)用MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼器結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上，研究一種旋轉(zhuǎn)碼本，實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明新碼本在性能上的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，基于旋轉(zhuǎn)碼本的預(yù)編碼方案，將此思想應(yīng)用于V-BLAST接收的MIMO系統(tǒng)中，進(jìn)一步改善了新碼本的誤碼率性能。接下來(lái)，研究了空間相關(guān)MIMO信道下基于RVQ碼本的有限反饋預(yù)編碼方案。理論分析了該預(yù)編碼方案相對(duì)于發(fā)射端已知完全CSI時(shí)的接收信噪比（Signal to

5、Noise Ratio，SNR）損失，同時(shí)，為了提高 RVQ碼本的性能，研究設(shè)計(jì)一種修正的碼本，通過(guò)使用一個(gè)矩陣A對(duì)RVQ碼本進(jìn)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(zhuǎn)化為發(fā)射相關(guān)矩陣的某種形式。實(shí)驗(yàn)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(duì)酉預(yù)編碼OSTBC有限反饋系統(tǒng)，通過(guò)理論推導(dǎo)平均失真函數(shù)，設(shè)計(jì)出一種適用于空間相關(guān)信道下的多層碼字結(jié)構(gòu)的新碼本，仿真結(jié)果表明新碼本的誤碼率