多用戶MIMO無線通信系統(tǒng)的預編碼技術研究.pdf

1、隨著無線通信技術的快速發(fā)展，移動通信與寬帶無線接入技術逐步走向融合。為在有限的頻譜資源內滿足無線通信系統(tǒng)的發(fā)展需求，在發(fā)射端和接收端使用多天線進行傳輸的MIMO技術已成為部署現(xiàn)有和下一代無線通信系統(tǒng)的重要模式之一。作為MIMO技術的一個重要分支，多用戶MIMO系統(tǒng)的預編碼技術利用基站發(fā)送端的信道狀態(tài)信息對發(fā)送信號進行預處理，以幫助降低共道用戶間的干擾，使系統(tǒng)獲得更高的性能增益。多用戶MIMO系統(tǒng)的干擾抑制預編碼技術對提高實際系統(tǒng)的通信性

2、能具有重要作用，已經成為MIMO無線通信系統(tǒng)的研究熱點。本文針對多用戶MIMO系統(tǒng)的下行鏈路預編碼問題進行了深入研究，取得的創(chuàng)新成果如下：
　　(1)針對多用戶準正交空時分組碼MIMO系統(tǒng)，提出了改進的信號泄漏噪聲比(SLNR)最大化預編碼方案。該方案考慮了最大比合并(MRC)接收機對共道干擾信號功率的影響，定義了新的優(yōu)化目標函數，通過迭代優(yōu)化和恰當選取預編碼矩陣的復比例因子，該預編碼方案可實現(xiàn)預編碼優(yōu)化問題的簡化求解及接收端對Q

3、STBC碼字的逐符號譯碼。該改進的SLNR預編碼方案能夠有效改善原始SLNR預編碼方案中，由于共道干擾用戶增加引起系統(tǒng)性能下降的問題，可通用于采用不同4×4 QSTBC碼字的多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路。仿真實驗結果表明，該改進的預編碼方案對系統(tǒng)用戶數的魯棒性強，能有效抑制多用戶MIMO系統(tǒng)中的共道干擾，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)性能的有效提升。
　　(2)針對多數據流多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路，提出一種基于泄漏的非線性預編碼方案。該預編碼方案

4、基于SLNR最大化準則抑制系統(tǒng)用戶間的共道干擾(IUI)，將傳統(tǒng)工作于用戶域的THP算法拓展到碼流域，以消除指向同一用戶的多個碼流間的串擾(ISI)，實現(xiàn)了在基站發(fā)送端對系統(tǒng)IUI和ISI的同步抑制消除。通過采用集中式結構的THP進行預編碼設計，該預編碼方案有效地平衡了指向同一用戶的多個數據流之間的等效信道增益，簡化了接收機結構，避免了接收端線性均衡帶來的噪聲放大問題，提高了系統(tǒng)的功率效率。仿真實驗結果表明，該預編碼方案在不考慮THP排

5、序問題的情況下，仍能獲得滿意的系統(tǒng)性能。
　　(3)針對多小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路，提出了改進的SLNR最大化線性預編碼方案。通過在優(yōu)化目標中考慮接收端白化濾波器的影響，該預編碼方案實現(xiàn)了對用戶間干擾和小區(qū)間干擾(OCI)的同步抑制消除;在求解預編碼矩陣優(yōu)化問題時，基于QR分解提出了一種新的低復雜度求解算法，該算法能以較低的計算復雜度實現(xiàn)系統(tǒng)性能的有效提升。仿真實驗結果表明，與原始的SLNR線性預編碼方案相比，該改進的SLN