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MIMO多用户下行预编码技术研究

作　者: 杜娟
导　师: 鲍慧
学　校: 华北电力大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: MIMO系统 预编码 THP 有限反馈
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


当今社会移动通信的飞速发展使得目前移动通信技术发展遇到了瓶颈。有限的频率资源和日益增长的用户需求成为一种不可调和的矛盾。在未来的移动通信发展中,如何有效大幅度提高无线链路的数据传输速率成为充满挑战性的关键问题。MIMO技术能在不增加带宽的前提下使得整个系统容量呈线性增长,这使得该技术成为了未来无线通信中的必选技术之一。MIMO信道矩阵存在秩不足的特点,解决这一问题就要采用预编码技术。预编码技术可以将发送序列分成M个并行子序列,再与预编码矩阵相乘后分配到不同的发射天线,从而可以有效地抑制MIMO信道秩不足对系统性能的影响。这在实际研究中有着重要的意义。本文综述了MIMO预编码技术的国内外研究现状,特别对预编码技术和基于有限反馈技术的预编码技术做了详细的介绍。并从理论上分析了各种预编码方案和有限反馈方案。针对传统编码方案不足,设计了新的编码方案,描述了一种基于TH预编码方案的新的TH预编码方案。该方案使得收发端进行联合处理,不需要迭代算法就可以完全消除用户干扰。此种方案使得当发射端和接收端都为两天线的情况下获得了较好的性能。尤其是在容量和误比特性能方面得到了改善。针对有限反馈方案不足,设计了一种基于CIB线性预编码的有限反馈方案,使得此方案没有天线维数的限制。且反馈信息量较小,反馈比特数不随着接收端天线数量增加而增加。由于该方案是对矩阵中的每个元素来直接进行量化,使得收发两端都无需储存尺寸庞大的码本。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章 绪论  9-12
  1.1 引言  9
  1.2 预编码技术和有限反馈技术的研究现状  9-11
  1.3 本文的主要研究内容  11-12
第2章 MIMO 系统的分析研究  12-22
  2.1 背景简述  12-13
  2.2 MIMO 模型介绍  13-14
  2.3 无线信道的衰落分析  14-16
    2.3.1 无线信道的衰落分类  14-15
    2.3.2 无线信道的衰落模型  15-16
  2.4 MIMO 信道的建模  16-18
    2.4.1 MIMO 信道模型分析  16-17
    2.4.2 信道建模方法  17-18
  2.5 MIMO 信道的容量  18-19
  2.6 MIMO_MAC 和MIMO_BC 分析  19
    2.6.1 容量分析  19
    2.6.2 对偶性分析  19
  2.7 V-BLAST 系统介绍  19-20
  2.8 线性算法和非线性算法  20-21
    2.8.1 线性算法  20-21
    2.8.2 非线性算法  21
  2.9 小结  21-22
第3章 MIMO 下行多用户预编码技术研究  22-41
  3.1 系统模型  23-24
  3.2 经典线性预编码方案  24-28
    3.2.1 接收端为单天线时的线性预编码方案  24-25
      3.2.1.1 破零波束成形方案（ZFBF）  24-25
      3.2.1.2 数值优化方案  25
    3.2.2 接收端为多天线时的线性预编码方案  25-28
      3.2.2.1 块对角化方案（BD）  25-27
      3.2.2.2 SZF 方案  27-28
      3.2.2.3 CBF 方案  28
  3.3 经典的非线性预编码方案  28-35
    3.3.1 脏纸编码方案（DPC）  28-29
    3.3.2 矢量扰动预编码方案（VP）  29-30
    3.3.3 TH 预编码方案（Tomlinson-Harashima Precoding）  30-35
      3.3.3.1 接收端为单天线的TH 预编码方案  30-32
      3.3.3.2 接收端为多天线的TH 预编码方案  32-35
  3.4 所提THP 改进方案  35-37
  3.5 仿真结果分析  37-40
  3.6 本章小结  40-41
第4章 MIMO 下行多用户系统有限反馈的研究  41-55
  4.1 经典有限反馈方案介绍  43-46
    4.1.1 PU~2 RC 方案  43-44
    4.1.2 QBC 方案  44-45
    4.1.3 CIB 方案  45-46
  4.2 所提有限反馈方案介绍  46-51
  4.3 仿真结果分析  51-54
  4.4 本章小结  54-55
第5章 结论与展望  55-56
参考文献  56-60
在学期间发表的学术论文和参加科研情况  60-61
致谢  61-62
论文摘要  62-68

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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