多用戶MIMO廣播信道的自由度域研究.pdf

1、對于無線通信網(wǎng)絡(luò)來說，信道狀態(tài)信息（Channel State Information，CSI）是非常重要的。例如多用戶多入多出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）廣播信道，當(dāng)基站端沒有信道狀態(tài)信息（CSI atTransmitter，CSIT）時(shí)，按照傳統(tǒng)的方法，不論用戶端是否知道自己的信道狀態(tài)信息（CSI atReceiver，CSIR），時(shí)分多址技術(shù)（Time Division Multipl

2、e Access，TDMA）都是自由度最優(yōu)的。但對于兩個(gè)用戶的廣播信道，如果發(fā)送端沒有 CSIT，接收端僅有一個(gè)用戶有CSIR，格拉斯曼-歐氏疊乘可以達(dá)到比分時(shí)更優(yōu)的自由度域?；谝延械年P(guān)于廣播信道自由度域的研究，本文考慮在不同信道狀態(tài)信息下MIMO廣播信道的自由度域。
　　本文研究了多用戶MIMO廣播信道在混合CSI下的自由度域，即接收端的部分用戶有CSI的場景。對于部分用戶有CSI的研究是基于接收器有著不同的移動(dòng)性提出來的，根

3、據(jù)移動(dòng)速度將接收器分為動(dòng)態(tài)接收器和靜態(tài)接收器兩種。對于動(dòng)態(tài)接收器，假定其運(yùn)動(dòng)速度足夠快，收發(fā)端均沒有CSI。對于靜態(tài)接收器，獲取CSI是很容易的，假定其收發(fā)端均已知CSI。針對這一場景，本文提出了一種結(jié)合迫零預(yù)編碼（或塊對角化）與格拉斯曼-歐氏疊乘的方案，該方案相對于傳統(tǒng)的分時(shí)策略，能夠使系統(tǒng)獲得顯著的自由度提升。本文首先考慮多個(gè)靜態(tài)用戶一個(gè)動(dòng)態(tài)用戶的情形，然后分析一般情況。
　　此外，本文還研究了兩用戶非相干MIMO廣播信道的自

4、由度域。關(guān)于點(diǎn)對點(diǎn)非相干MIMO通信，我們已經(jīng)知道信道容量關(guān)于收發(fā)天線以及相干周期的漸進(jìn)關(guān)系，并且熟悉其中的幾何解釋。對于兩用戶的MIMO廣播信道，當(dāng)兩個(gè)用戶中的一個(gè)是相干通信，另一個(gè)是非相干通信的時(shí)候，可以通過格拉斯曼-歐氏疊乘使系統(tǒng)獲得明顯比分時(shí)策略更優(yōu)的自由度域。本文研究了兩用戶的非相干MIMO廣播信道，更具體的，涉及兩用戶的相干周期不確定、收發(fā)兩端均沒有CSI的情況。本文從兩種特殊情況出發(fā)，提出比分時(shí)更優(yōu)的解決方案，重點(diǎn)在于分析