無線MIMO-OFDM通信系統中線性預編碼技術研究.pdf

1、多天線(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系統利用多根發(fā)射接收天線來收發(fā)數據，可以有效地抑制信道多徑衰落，在不增加系統帶寬和天線發(fā)射功率的前提下，使得信道容量隨著天線數量(最小發(fā)射，接收天線數)線性增大，從而提高頻譜利用率。因此MIMO技術已經成為下一代(B3G)或第四代(4G)移動通信的核心技術。 但MIMO技術只能抵抗信道的多徑衰落，在面對頻率選擇性衰落時，不能抵抗符號間干擾(Inter

2、 Symbol Interference，ISI)。因此在在遭遇頻率選擇性衰落信道時，多使用正交頻分復用多載波調制技術(Orthogonal Frequency Division Multiplexing，OFDM)。因為OFDM技術與MIMO相比具有更高的頻譜利用率，以及抗多徑衰落的能力，OFDM技術已成為未來移動通信的另一項關鍵物理層技術。 線性預編碼技術(Linear Precoding)在信號發(fā)送之前，利用發(fā)射端獲得的信

3、道信息(Channel State Information，CSI)對信號進行預處理，可對信道進行均衡，甚至在發(fā)射端得到信道的完美信道信息時，能夠將信道平行化，從而可有效地提高系統容量、可靠性或小區(qū)天線的覆蓋半徑等。由于預編碼技術多用于基站到用戶的下行鏈路，預編碼算法只在基站使用，因此能夠降低終端的解碼復雜度，提高其電池續(xù)航時間。因此在MIMO OFDM系統中結合使用預編碼技術已經作為第三代移動通信伙伴計劃(3rd Generation

4、 Partnership Project，3GPP)中長期演進計劃(Long Term Evolution，LTE)中的一項核心技術。 第二章介紹了預編碼技術所使用信道信息的獲取方式，預編碼系統結構以及預編碼器的設計準則。但由于MIMO系統的信道信息通常包含信道衰落矩陣的幅值和相位信息，特別結合使用OFDM技術之后，造成其反饋量巨大而無法在實際系統中應用。因此本文著重介紹了能夠使用較少反饋量的有限反饋的預編碼算法。 第三

5、章介紹了一種利用OFDM系統中相鄰子載波間頻率響應相關性壓縮反饋量的子空間跟蹤算法。在對子空間跟蹤算法分析后，提出了一種旋轉碼本設計的預編碼碼本設計方法。這種改進的碼本設計方法可以有效地提高子空間跟蹤算法性能。 第四章在對子空間跟蹤算法影響性能關鍵步驟進行數學分析，提出了一種新型的跟蹤距離，該距離可以使得子空間跟蹤算法所包含的預編碼矩陣更接近最優(yōu)的預編碼矩陣，從而提高子空間跟蹤算法的性能。 由于信道在相關時間內的同樣具有