MIMO系统中的预编码技术研究_通信工程.doc

摘要：多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)系统利用多根发射和接收天线，可以在不增加系统带宽的前提下显著提高无线通信系统的传输速率和链路可靠性，是未来移动通信系统的关键技术之一．为了进一步满足通信的要求，本文在MIMO通信系统中使用预编码技术．MIMO预编码技术对发射端信道状态信息(Channel State Information，CSI)加以利用，可以大大降低接收端设备的复杂度，并同时消除用户间的干扰．本文采用理论分析和计算机仿真的方法，对MIMO无线通信系统中的预编码技术进行了深入研究．论文的主要工作包括以下部分：首先，介绍了单用户MIMO系统和多用户MIMO系统的模型；接着简单介绍了信道模型和信号检测算法；然后，在基站已知理想CSI的情况下，对单用户和多用户MIMO系统线性预编码算法进行介绍以及理论分析；最后，在基站已知理想CSI的情况下，对单用户和多用户MIMO系统线性预编码算法进行性能仿真．由仿真结果可知，在单用户预编码中，最小均方误差(Minimum Mean Square Error，MMSE)算法比迫零(Zero Forcing，ZF)算法的性能好；多用户预编码中，规则化信道反转比信道反转的性能好．

关键词：多输入多输出系统；迫零预编码；最小均方误差预编码；信道反转

目录

摘要

ABSTRACT

第1章 绪论-1

1.1 多输入多输出无线系统-1

1.1.1 SISO、SIMO、MISO系统的模型介绍-1

1.1.2 MIMO系统的模型介绍-2

1.2 预编码技术简介-3

第2章 MIMO信道模型及信号检测算法-5

2.1 移动通信系统的信道特性-5

2.1.1 多径衰落信道的物理特性-5

2.1.2 无线信道模型-6

2.2 线性信号检测-7

2.2.1 采用ZF的信号检测-8

2.2.2 采用MMSE的信号检测-8

2.3 本章小结-8

第3章 MIMO预编码技术研究-9

3.1 单用户MIMO信号模型-9

3.2 单用户线性预编码-9

3.2.1 ZF线性预编码-10

3.2.2 MMSE线性预编码-10

3.3 多用户MIMO模型-11

3.3.1多用户MIMO信道模型-11

3.3.2多用户MIMO数学模型-12

3.4 多用户线性预编码-13

3.4.1 信道反转-13

3.4.2 规则化信道反转-14

3.4.3 块对角化(Block diagonalization，BD)-14

3.5 本章小结-16

第4章 MIMO预编码性能仿真-17

4.1 单用户线性预编码仿真-17

4.1.1采用MMSE预均衡和MMSE均衡的对比-17

4.1.2 采用ZF算法的线性预编码仿真-17

4.1.3 ZF算法和MMSE算法的线性预编码性能对比-18

4.2多用户线性预编码性能仿真-19

4.2.1采用规则化信道反转的仿真分析-19

4.2.2采用信道反转的仿真分析-19

4.2.3两种信道反转方式的仿真分析-20

4.2.4 BD仿真分析-21

4.3 本章小结-21

第5章 结论与展望-23

5.1结论-23

5.2不足之处及未来展望-23

参考文献-25

致  谢-26