MIMO-OFDM通信系統(tǒng)中基于有限反饋的預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、多天線發(fā)送多天線接收(MIMO)和正交頻分復(fù)用(OFDM)兩種技術(shù)的結(jié)合被認(rèn)為是未來無線寬帶通信最有效的傳輸技術(shù)之一，既可以很好的解決未來寬帶無線通信系統(tǒng)中信道的多徑衰落和帶寬效率這兩個最嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，又能夠提高系統(tǒng)容量和傳輸可靠性。波束成形和聯(lián)合接收，在MIMO系統(tǒng)中與傳統(tǒng)的空時編碼相比，可以提供相同的分集增益和更高的陣列增益(發(fā)射端需要知道信道狀態(tài)信息)。然而當(dāng)系統(tǒng)中前向鏈路和反向鏈路的信道信息不對稱時(例如FDD雙工模式)，為使基站

2、發(fā)射端知道信道狀態(tài)信息(CSIT)，就需要用戶將下行信道信息或者發(fā)射波束矢量信息進(jìn)行量化，并通過有限帶寬的反饋信道反饋給基站。 為了在實現(xiàn)發(fā)射端預(yù)編馬時減少反饋量，比較有效的方法之一是采用基于預(yù)編碼矩陣碼本或波束成形碼本的方案，稱為有限反饋預(yù)編碼(或波束成形)，其思想是先根據(jù)信道的統(tǒng)計特性設(shè)計一組優(yōu)化的預(yù)編碼矩陣或波束，構(gòu)成一個碼本，該碼本在發(fā)射端和接收端均已知，接收端根據(jù)估計的信道矩陣和一定的性能準(zhǔn)則選擇碼本中的一個碼字用作發(fā)

3、送端預(yù)編碼或波束，將其在碼本中的序號反饋給發(fā)射端。 本文首先討論了移動通信中的MIMO技術(shù)和OFDM技術(shù)。第一章介紹了MIMO通信的基本原理、MIMO系統(tǒng)的特點(diǎn)、平衰落MIMO信道的模型，以及OFDM技術(shù)的發(fā)展歷史、系統(tǒng)原理和應(yīng)用現(xiàn)狀。 第二章主要介紹了預(yù)編碼的基礎(chǔ)知識和基本方法。首先介紹了CSIT(Channel StateInformation at Transmitter)的概念，討論了CSIT對系統(tǒng)性能的改善，并

4、對其信道容量的改善進(jìn)行了Matlab仿真。然后介紹了MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼的幾種基本方法，主要包含基于迫零的線性預(yù)編碼、基于MMSE準(zhǔn)則的線性預(yù)編碼、基于信道矩陣奇異值分解(SVD)的預(yù)編碼算法以及非線性的THP預(yù)編碼方法。 第三章主要討論了基于有限反饋預(yù)編碼的碼本設(shè)計問題。具體研究了3種碼本設(shè)計方法，分別為：美國高通公司在3GPP2 AIE移動通信標(biāo)準(zhǔn)中其最終提案的預(yù)編碼碼本的設(shè)計方法、Grassmannian直線打包碼本設(shè)計方法