基于Grassmann流形的非相干酉空時(shí)調(diào)制解調(diào)算法研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）調(diào)制技術(shù)可以提供空間分集增益和空間復(fù)用增益，它能夠有效提高頻譜利用率和信道容量，是目前4G和未來移動(dòng)通信的關(guān)鍵調(diào)制技術(shù)。為了適應(yīng)在高速移動(dòng)的快衰落信道通信環(huán)境，Marzetta和Hochwald提出了非相干酉空時(shí)通信系統(tǒng)，該系統(tǒng)在調(diào)制和解調(diào)過程中不需要獲取信道狀態(tài)信息（CSI），因而無需占用信道帶寬來發(fā)射導(dǎo)頻信號(hào)。通過論證得出信道容量可達(dá)的非相干酉空時(shí)發(fā)射信號(hào)矩陣具有酉矩陣結(jié)構(gòu)，Zheng等人將Grassmann

2、流形這一數(shù)學(xué)工具引入到非相干酉空時(shí)通信的研究中，認(rèn)為酉空時(shí)星座圖的每一個(gè)星座點(diǎn)對(duì)應(yīng)于 Grassmann流形上的一個(gè)點(diǎn)。
　　本文在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“非相干MIMO通信系統(tǒng)編碼調(diào)制關(guān)鍵技術(shù)研究”的資助下，重點(diǎn)研究了基于Grassmann流形的酉空時(shí)調(diào)制解調(diào)算法，提出了對(duì)跖結(jié)構(gòu)酉空時(shí)星座圖的設(shè)計(jì)方法及對(duì)跖結(jié)構(gòu)酉空時(shí)星座圖調(diào)制的簡(jiǎn)化解調(diào)算法。
　　1）本文提出Grassmann流形上的酉空時(shí)矩陣框架結(jié)構(gòu)，在該框架約束下，以F

3、robenius弦距離作為星座圖構(gòu)造的距離準(zhǔn)則，通過設(shè)置合適的步長(zhǎng)來改變酉矩陣中每個(gè)元素的幅值和相位，在Grassmann流形上搜索最小Frobenius弦距離大于閾值的星座點(diǎn)，并將該星座點(diǎn)的對(duì)跖點(diǎn)也納入星座圖中，從而構(gòu)造L個(gè)星座點(diǎn)的酉空時(shí)星座圖。仿真實(shí)驗(yàn)表明，用這種次優(yōu)的搜索算法所得到的星座圖與文獻(xiàn)中已經(jīng)發(fā)表酉空時(shí)星座圖相比，具有更好的性能。
　　2）針對(duì)Grassmann流形上非相干酉空時(shí)調(diào)制對(duì)跖星座圖的結(jié)構(gòu)特征，提出并證明了