多用戶MIMO廣播信道預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、近年來，多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)由于潛在的高速率、大容量而受到廣泛關(guān)注，成為未來移動(dòng)通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。在未來的基于MIMO的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中，基站和用戶均采用多天線收發(fā)信號(hào)。在發(fā)送端已知信道狀態(tài)信息時(shí)，預(yù)編碼是實(shí)現(xiàn)逼近廣播信道容量限的一種有效方法，同時(shí)可以消除多天線、多用戶間的干擾并減少移動(dòng)臺(tái)處理的復(fù)雜度，因此學(xué)術(shù)界專注于多用戶MIMO廣播信道的預(yù)編碼問題?；诖耍菊撐纳钊敕治鲅芯苛薓IMO系統(tǒng)廣播信道預(yù)編碼的問題，包括線性與非線

2、性預(yù)編碼技術(shù)，以及有限反饋的預(yù)編碼方法等，取得了以下一些研究成果。
　　針對(duì)最大化信漏噪比預(yù)編碼方法的功率控制降低用戶可達(dá)的信漏噪比，提出了追求信漏噪比約束下最小化發(fā)射總功率的預(yù)編碼器設(shè)計(jì)方案。利用半定松弛的方法對(duì)目標(biāo)問題可以進(jìn)行有效地求解，并且在設(shè)計(jì)目標(biāo)中增加功率約束條件，能有效降低基站的發(fā)射總功率。并且該方案在滿足較大信漏噪比約束門限時(shí)，可獲得比最大化信漏噪比更好的誤碼率性能。
　　利用每個(gè)用戶的信漏噪比僅取決于該用戶的

3、預(yù)編碼矩陣而與其他用戶的無關(guān)這一特性，當(dāng)每個(gè)用戶具有多根接收天線時(shí)，求解單用戶信漏噪比約束下最小化發(fā)射功率的問題，進(jìn)而利用半定松弛方法將目標(biāo)問題轉(zhuǎn)化為半定規(guī)劃問題進(jìn)行有效地求解。已做的仿真顯示該思路和方法能夠設(shè)計(jì)出具有較好性能的支持每用戶雙天線的預(yù)編碼器。
　　基站已知具有有限誤差的信道狀態(tài)信息時(shí)，基于信干噪比限制下的廣播信道預(yù)編碼的魯棒性設(shè)計(jì)可行性差，為此提出基于信漏噪比限制下的預(yù)編碼方案。將信漏噪比限制下的最小化發(fā)射總功率的設(shè)

4、計(jì)轉(zhuǎn)化為一組半正定優(yōu)化的問題進(jìn)行求解，并依據(jù)各個(gè)用戶當(dāng)前信道條件動(dòng)態(tài)指定每個(gè)用戶的信漏噪比的要求，從而增強(qiáng)了采用凸優(yōu)化方法進(jìn)行設(shè)計(jì)的可行性。仿真結(jié)果顯示，本方案的誤碼率性能對(duì)信道信息誤差具有魯棒性，與基于信干噪比的類似方案相比較，本方案可獲得最優(yōu)解的概率更高，有更好的誤碼性能。
　　提出了結(jié)合接收波束成形的迫零Tomlison-Harashima預(yù)編碼(ZF-THP)方法，在移動(dòng)臺(tái)有多個(gè)接收天線時(shí)，基站采用ZF-THP消除多用戶間

5、干擾，同時(shí)每個(gè)移動(dòng)臺(tái)利用接收波束成形保證系統(tǒng)擁有最大和容量。該方案在中低信噪比時(shí)具有比ZF-THP更高的系統(tǒng)和容量。并且計(jì)算了ZF-THP預(yù)編碼系統(tǒng)在高信噪比時(shí)的平均和容量，分析了其兩種排序方法，揭示出所提方案具有較高系統(tǒng)和容量的原因。
　　不同于迫零預(yù)編碼最大化系統(tǒng)和容量的設(shè)計(jì)思路，在塊對(duì)角化基礎(chǔ)上提出最小化接收信號(hào)均方誤差的預(yù)編碼器設(shè)計(jì)思路，給出了該預(yù)編碼矩陣的閉式解，仿真發(fā)現(xiàn)其比迫零預(yù)編碼方法具有更好的誤碼率性能，并保留了其