多用户MIMO下行系统中基于仿射投影解码方法的研究

【摘要】多天线(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)技术目前是移动通信领域公认的一种可以有效提高频谱利用率和数据传送速率的无线通信技术，并且能极大的改善了无线链路的传输性能。MIMO技术提供了解决未来无线通信网络瓶颈问题的方法，在性能上具有明显的优势。在学术界和工业界都获得了非常广泛的关注和研究，现在已经广泛应用于无线网络的标准之中。随着第三代移动通信技术（3G）逐渐商用化的同时，在当今的第三代合作伙伴计划长期演进计划的后续演进标准技术的研究过程中，学术界广泛关注和研究了上行多址接入MIMO技术和下行广播信道MIMO技术，特别是多用户MIMO技术以及多小区MIMO技术。多天线技术的空间自由度比较独特，因此它在不需要占用额外的频谱带宽和时间资源的情况下，就可以达到很高的数据传输速率和频谱利用率。预编码技术是利用信道状态信息，在发送端对信号进行预处理，将干扰信息消除。线性预编码和非线性预编码构成了目前主要的预编码技术。本文介绍了几种常见的预编码技术，详细阐明了脏纸编码技术，并给出了其可以达到理论信息容量上界，是一种多天线下行MIMO系统的最优策略。然而确定脏纸编码的最优编码顺序和最优相关矩阵是非常复杂的，而且是一种非线性的算法，所以在下行多天线系统中脏纸编码的实现复杂度非常的高，在实际的通信过程中是难以实现的。我们就给出了次优于脏纸编码的低复杂度的实现方案，迫零脏纸编码（或MMSE）技术。通常在实际的通信系统中，用户反馈的信息是有限的，即基站不可能完全获得用户的信道状态信息，所以采用线性预编码方法消除信道干扰是比较好的选择。本文中，我们主要介绍了多用户间的通信，重点研究了多用户MIMO下行系统的传输技术和消除信道干扰的一些方法。研究内容为对多用户下行MIMO系统提出了一种新的消除用户间干扰的技术——基于仿射投影的解码方法。首先，本文介绍多用户下行MIMO系统的信道模型和传输过程，并进一步介绍了系统的理论容量域、多用户预编码和空时编码技术。其次，对于上述多用户下行MIMO系统，在传送方不知道信道状态的假设条件下，提出了如下的发送与接收信号的方法：在发送方利用Alamouti码对用户信息进行编码并发送。在每个用户端，利用仿射投影，消除用户间的干扰，并从接收到的信号中解出所需的信号信息。最后，我们用对角分层空时码来代替Alamouti码，把上述方法推广到更一般的情景，并对提出的解码方法进行了性能分析。
【作者】马路平；
【导师】王海泉；
【作者基本信息】杭州电子科技大学，信号与信息处理，2014，硕士
【关键词】无线通信系统；MIMO；预编码技术；DPC；仿射投影；

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