MIMO中继通信系统的预编码优化算法研究

《MIMO中继通信系统的预编码优化算法研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文MIMO中继通信系统的预编码优化算法研究硕士研究生：张未坤指导教师：禹永植讲师学科、专业：信息与通信工程论文主审人：赵忠凯副教授哈尔滨工程大学2018年3月分类号：密级：UDC：编号：工学硕士学位论文MIMO中继通信系统的预编码优化算法研究硕士研究生：张未坤指导教师：禹永植讲师学位级别：工学硕士学科、专业：信息与通信工程所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2017年12月论文答辩日期：2018年3月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfo

2、rtheDegreeofM.EngResearchonPrecodingOptimizationAlgorithmsforMIMORelayCommunicationSystemsCandidate:ZhangWeikunSupervisor:LecturerYuYongzhiAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:InformationandCommunicationEngineeringDateofSubmission:Dec.2017DateofOralExamination

3、:Mar.2018University:HarbinEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研

4、究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日摘要多输入多输

5、出（Multiple-InputandMultiple-Output,MIMO）技术采用多天线的分集复用传输方式，在链路的可靠性和系统的频谱利用率方面带来了显著的性能提高，而中继协作的MIMO中继技术可以有效地解决信息覆盖的问题，增加盲区用户接收信号的概率，进而提高接收端的通信质量。另外，结合预编码技术的MIMO中继技术可以减小信号干扰且降低系统误码率（Bit-ErrorRate,BER），一种有效的预编码算法对改善无线通信系统的性能方面是至关重要的。本论文主要针对下面三个通信模型下的预编码算法的设计问题展开深入的研究，包括多中继对称MIMO通信系

6、统、包含直传链路的发射/接收端多用户MIMO中继通信系统，以及多用户双向MIMO中继通信系统。目的是可以设计出一种有效的预编码优化方案以进一步提升MIMO中继通信系统的性能。本论文的主要工作如下：1.在多中继对称MIMO通信场景下，考虑现有的中继算法复杂度高且采用集中处理的优化方式，反馈开销大等问题，研究了一种复杂度低且分集对角化的中继算法。算法在保证所有中继节点满足功率限制条件的情况下，以交互信息（MutualInformation,MI）最大化为设计准则。考虑目标函数表达式的特殊性，当绝对值表达式为对角阵时函数最优。通过特征值分解（Eigenv

7、alueDecomposition,ED）和奇异值分解（SingularValueDecomposition,SVD）将最初的优化问题转换成多个对角矩阵的和，使得每个中继预编码矩阵的求解相对于其他中继节点是独立的。仿真分析验证，本论文所研究的算法与现有的中继算法相比，具有低的运算复杂度，并且可以明显地提高系统的容量。2.在包含直传链路的发射/接收端多用户MIMO中继通信场景下，针对忽略发射端和接收端之间的直传链路会导致系统性能损失的问题，研究了一种发射端的所有用户的预编码矩阵集中优化的联合迭代算法，其中最小和均方误差（MinimumSumMeanS

8、quareError,MSMSE）为算法的设计准则。算法首先将单流信号输入的多用户等效成为一个多流信号输入的基站进行优化处