MIMO系統(tǒng)中的非線性預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、預(yù)編碼技術(shù)是無線通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵技術(shù)，它利用信道信息在發(fā)送端對發(fā)送信息進(jìn)行預(yù)處理，能有效地增加發(fā)送信息對信道的適應(yīng)能力，提高系統(tǒng)的可靠性。 THP(Tomlinson-Harashima Precoding，THP)是非線性預(yù)編碼的典型代表，它最早應(yīng)用于單輸入單輸出(Single Input Single Output．SISO)系統(tǒng)中符號間干擾(Intersymbol Interference，ISI)均衡，現(xiàn)在被擴展到MI

2、MO系統(tǒng)。THP在消除碼間干擾、子載波間干擾、多用戶間干擾以及多天線系統(tǒng)信道均衡方面有著廣泛應(yīng)用。本論文以THP為研究重點，在迫零和最小均方誤差準(zhǔn)則下，對基于QR分解的THP預(yù)編碼進(jìn)行了研究，并在完美信道信息和與實際通信系統(tǒng)更加接近的非完美信道信息條件下，對它們的性能進(jìn)行了評估。針對基于QR分解的THP預(yù)編碼系統(tǒng)誤碼率性能較差的問題，提出了基于GMD(Geometric Mean Decomposition)分解的改進(jìn)結(jié)構(gòu)THP，并對其

3、進(jìn)行了深入地研究。 本文在第一部分和第二部分首先介紹了論文的研究背景、預(yù)編碼技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和未來移動通信系統(tǒng)中的幾種關(guān)鍵技術(shù)，是后續(xù)研究的基礎(chǔ)。 本文接下來分別在單用戶和多用戶場景下，介紹了采用QR分解的基于迫零和最小均方誤差的THP系統(tǒng)模型和基本原理；在發(fā)送端能夠獲得完美信道信息的條件下，對THP系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真對比和分析，是對現(xiàn)有研究成果的歸納總結(jié)。針對多用戶系統(tǒng)中，用戶性能差異較大的問題，研究了能夠最小化最大噪聲

4、方差(ZF-THP)或最小化最大誤差方差(MMSE-THP)的‘‘best-first”排序，有效地消除了用戶間性能差異，提高了系統(tǒng)性能。同時，本文還提出了一種基于全排列的排序方式，原理簡單，實現(xiàn)方便，適用于接收端用戶數(shù)較少的多用戶系統(tǒng)，其性能接近于“best-first”排序。 本文的第四部分結(jié)合實際通信系統(tǒng)，在發(fā)送端不能獲得完美信道信息的情況下，對采用QR分解的THP系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，重點研究了多普勒頻移和信道估計誤差對T

5、HP系統(tǒng)的影響，是對現(xiàn)有研究的補充擴展。 第五部分是本論文的主要創(chuàng)新部分，利用GMD分解的特點，提出了基于GMD分解的改進(jìn)結(jié)構(gòu)MMSE-THP。仿真證明，基于GMD分解的改進(jìn)結(jié)構(gòu)MMSE-THP系統(tǒng)的性能相對于基于QR分解的THP系統(tǒng)的性能有了明顯改善。在存在多普勒頻移估計偏差或信道估計誤差的情況下，對改進(jìn)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性能進(jìn)行了仿真對比和分析，并在信道估計誤差存在的情況下，對其做了進(jìn)一步改進(jìn)。 最后，對全文進(jìn)行了總結(jié)分析，