MIMO系統(tǒng)中的有限反饋技術研究.pdf

1、多天線(MIMO)通信技術可以提供空間分集增益和空間復用增益，并可以實現(xiàn)空分多址和干擾抵消，能夠極大地提高無線通信系統(tǒng)的系統(tǒng)容量和性能，滿足無線通信業(yè)務日益增長的需求，是下一代無線通信系統(tǒng)必然采用的技術。MIMO技術的巨大優(yōu)勢很大程度上取決于發(fā)射端能否能獲取信道狀態(tài)信息(CSIT)進行預編碼。而實際無線通信系統(tǒng)是有限反饋系統(tǒng)，因此MIMO系統(tǒng)中的CSI有限反饋是一個亟待解決的問題。本文以反饋和利用MIMO系統(tǒng)中的部分CSI為課題進行了理

2、論和技術上的研究，主要完成了以下工作： 本文首先論述了CSI對MIMO系統(tǒng)的影響，總結了不同CSI情況下MIMO系統(tǒng)的模型與信號處理方式，并從波束成型的角度直觀分析了預編碼的實際物理意義。 本文其后研究了基于碼書的有限反饋技術，全面研究了與Grassmann碼書相關的理論，指出Grassmann碼書的兩點不足：局限于特定信道和沒有包含功率分配信息。針對此兩點不足和有限反饋的限制，本文提出了一種“強制平分功率注水”(FEP

3、W)的功率分配方法。此方法的優(yōu)點在于不增加反饋量并能達到較高的容量。本文將FEPW與Lloyd算法結合，進行對任意統(tǒng)計特性信道的聯(lián)合方向一功率碼書設計。 然后本文研究了基于機會式波束成型的有限反饋系統(tǒng)，針對此類系統(tǒng)在用戶數目較少時容量小的缺點進行了多方面的改進。主要改進有：根據信噪比在單隨機波束與多隨機波束模式之間做切換，以克服噪聲與波束間干擾的主要矛盾；在不增加反饋量的前提下將機會式波束成型與接收天線選擇合并技術結合；還提出了

4、一種“部分隨機的波束選擇機會式空分多址技術”(POSDMAs)。利用信道的時間相干特性，適當控制波束隨機自由度，提高了OSDMAS的系統(tǒng)容量，同時保證了波束選擇增益不隨用戶數目或者子載波數目的增多而迅速下降。 最后本文針對MIMO有限反饋技術在認知無線電系統(tǒng)的應用，提出了一類“主用戶信道零空間波束成型”技術，并以主用戶信道零空間機會式波束成型為例，進行了性能仿真和評估。此類技術最大程度地減少了認知用戶對主用戶的干擾，并保證了認知