空時分組碼系統(tǒng)的優(yōu)化傳輸與多用戶檢測技術研究.pdf

1、高速寬帶的無線通信應用需求對高效利用有限的無線頻譜資源提出了嚴峻挑戰(zhàn)。作為未來無線通信系統(tǒng)空中接口技術的核心組成部分，配置多個發(fā)射天線與接收天線的MIMO技術和空時編碼技術受到越來越多的重視?？諘r分組碼以其優(yōu)良的分集性能和簡潔的實現方式，在各種MIMO和空時編碼技術中脫穎而出，成為當前研究熱點之一。本文從采用空時分組碼的系統(tǒng)著手，重點研究了空時分組碼系統(tǒng)的優(yōu)化傳輸設計以及基于群粒算法、遺傳算法和徑向基函數網絡的多用戶檢測方案。

2、首先，本文針對采用空時分組碼的ST-OFDM系統(tǒng)，提出了一種基于信道統(tǒng)計相關信息反饋的時域多維發(fā)射波束形成技術。現有空時分組碼系統(tǒng)的MIMO波束形成和預編碼技術主要針對的是工作于平坦衰落信道下單載波系統(tǒng)。當工作于頻率選擇性信道下時，現有的空時分組碼系統(tǒng)MIMO波束形成和預編碼處理的性能急劇下降。本文所提的ST-OFDM系統(tǒng)時域多維發(fā)射波束形成技術可以有效地工作于頻率選擇性信道。作者定量分析了所提方案在計算復雜度的優(yōu)勢，全面比較了所提方案

3、與現有方案的性能優(yōu)劣，有助于將現有的各種單載波空時分組碼優(yōu)化傳輸技術推廣到多載波通信系統(tǒng)。特別地，作者闡明了空間分集度與波束維數的關系，對Zhou和Giannakis的研究成果作了有益的補充。 然后，本文針對采用空時分組碼的SF-OFDM系統(tǒng)，提出了基于盲轉向的接收波束形成技術。通過對不同波達角的期望信號和干擾信號形成波束，該技術不僅能有效地抑制共信道干擾，而且能利用不同波達角信號間的相對延遲增強系統(tǒng)性能。 接著，本文針

4、對采用多天線分集接收的空時分組碼系統(tǒng)，提出了一種基于群粒算法的多用戶檢測方案。不同于常規(guī)空時分組碼多天線分集接收時的線性合并方案，本方案提出了虛擬Pareto前端的概念，并結合多天線分集接收檢測這一特定的多目標優(yōu)化問題，使粒子按照Pareto優(yōu)化準則進行速度和位置更新，獨立利用了不同天線分支信號攜帶的有用信息，并在分集接收的空時分組碼系統(tǒng)多用戶檢測中取得了優(yōu)異性能。特別地，本文所提出的多目標群粒算法與傳統(tǒng)的多目標群粒算法大相徑庭，不僅在

5、空時分組碼系統(tǒng)多用戶檢測的性能上優(yōu)于常規(guī)群粒算法和多目標遺傳算法，對其它科研領域的多目標優(yōu)化問題也有一定的參考意義。 隨后，本文針對采用多天線分集接收的空時分組碼系統(tǒng)，研究了基于遺傳算法的多目標優(yōu)化的多用戶檢測方案。作者分析了Yen和Hanzo所提出的基于Pareto前端的個體選擇機制的不足，提出了一種改進的個體選擇機制。本文所提方案在進行個體選擇時，既按照Pareto準則進行優(yōu)化以充分利用不同天線分支信號攜帶的有用信息，又舍棄

6、了Pareto前端上冗余的次優(yōu)化個體，大大增加了最優(yōu)化個體獲得進化的概率。與Yen和Hanzo的方案相比，本文所提方案獲得了增強的多用戶檢測性能，避免了繁瑣的非受支配地位狀態(tài)的判別，降低了計算復雜度。 最后，本文針對使用多天線分集接收的空時分組碼系統(tǒng)，提出了基于徑向基函數網絡的多用戶檢測方案，通過在空域和時域聯(lián)合形成徑向基函數的神經元中心，利用基于徑向基函數網絡的非線性逼近能力獲得良好的檢測性能。特別地，為了減少計算量，所提方案