分群预编码算法及其应用研究

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1、重庆邮电大学硕士论文第一章绪论系统下行链路的多用户传输预处理技术——联合传输技术(JT)。它是一种面向接收的技术，在这种技术中，接收端算法是优先确定的，并且尽可能简单，发送端在考虑了信道信息和接收端算法的情况下，随之确定出与之匹配的发送端算法【8-12]。它可以充分的利用TDD上下行信道冲激响应近似相等的特性，下行不需要利用训练序列估计信道，可以将训练序列的部分传送有用数据，因此提高了下行链路的有用数据速率，改善了系统容量【131。联合传输技术最重要的优点是：优先确定接收端算法，能够实现非常简单的接收机结构。因此，在TD．SCDMA系统下行链路中，它很自然地将

2、成为最佳选择。图1．3说明了基于传输迫零(TxZF)准则的联合传输技术的基本原理睁121。、---、，—J丑H(口．BH)一11．3选题意义召图1．3基于TxZF准则的联合传输技术基本原理图随着移动通信业务的快速发展，对于系统各个方面、各个角度上的性能要求越来越严格，接收／检测技术也越来越多复杂，这对移动通信下行链路的接收机(移动终端)压力很大，一些专家和学者开始重视和探索将复杂的接收／检测算法“搬”到发送端(基站)，降低接收端的复杂度和功耗，如：RAKE技术、JD(联合检测)、滤波器、均衡技术等都可以放到发送端做预处理，从而形成传输预处理技术。传输预处理技术

3、，也可称为预编码(Precoding)技术，需要知道传输信道的传播特性，因此能够得到信道估计是很重要的。在TDD模式中，基站到用户设备的上下行链路信道都用同样的频率，上下行链路的传播特性基本相同，于是上下行信道的信道参数基本相同，这样可以将基站上行接收估计信道冲击响应直接应用于下行方向的发送处理，反之亦然。这种上下行信道的参数肿击响应基本相同，可以在上下行接收和发送时根据一方估计的结果被另一方直接利用的特性，称为上下行信道的互惠性【lJ。这种互惠性更为传输预处理技术的应用提供了便利的平台。而在FDD模式下，由于没有TDD的互惠性，导致发送信道信息的获取比较复杂

4、。目前已涌现出了大量的预编码算法，从性能上分，有最优的，也有次优的：从3重庆邮电大学硕士论文第一章绪论数据处理方式上，可分为线性和非线性等等。前面介绍的联合传输算法，有效降低了接收端的复杂度，而且具有比联合检测技术更好的性能。但一个技术往往在优越的性能和低复杂度两方面不能两全其美，所以出现了许多在性能和复杂度之间取折中的次优技术，这些技术的复杂度比最优技术略高，但性能却很好。分群技术与联合检测技术结合的群联合检测，在性能和复杂度的取得了良好的折中。这种方式同样也可以应用在预编码中，形成分群预编码方法，不仅可以进一步降低预编码本身的处理复杂性，而且性能也大大提高

5、。本文主要研究多用户MIMO系统中以下几个问题：(1)如何实现分群预编码算法，包括线性和非线性算法；(2)已实现的分群算法有何特点，能够改善哪些性能；(3)在已有算法的基础上，能否进行进一步的研究，使算法性能更好。1．4论文结构本文主要研究应用于多用户MIMIO系统的基于分群技术的预编码算法，包括线性分群预编码、非线性分群预编码和基于最大化SJNR准则的自适应选择分群预编码算法，并对其性能进行仿真分析。全文共分六章，各章内容具体安排如下：第一章首先介绍了TD．SCDMA系统，联合传输技术的产生，以及选题意义。第二章讨论了本论文分析和仿真中必要的基础知识，包括多

6、用户MIMO下行的联合传输技术的矢量模型技术、信道估计等。第三章详细推导了线性分群预编码的矢量模型，并将该算法在TD．SCDMA系统环境中进行了仿真，并对仿真结果进行了分析，结果说明了线性分群预编码算法能够有效的降低误码率，有较低的复杂度，并能提高传输效率。第四章给出了非线性分群预编码的系统模型，并在TD．SCDMA系统环境中进行了仿真，对仿真结果进行了分析，结果说明了线性分群预编码算法能够降低误码率，并有效的降低发射功率。第五章在第三章的基础上，研究了基于最大化SJNR准则的自适应选择分群预编码算法，根据算法的特点，将最大化SJNR分组算法与线性分群算法结合

7、形成一个自适应分群选择算法，它能够针对不同的信道状态采用不同的算法来提高系统性能。仿真结果说明在信道状态差的情况下采用最大化SJNR分群预编码算法可以取得较好的性能，在信道状态好的情况下采用线性分群算法可以取得较好的性能。第六章概括性地总结了本文所做工作，总结了研究中的不足，并探讨了进一步的研究方向。4重庆邮电大学硕士论文第二章多用户MIMO系统下行联合传输技术2．1引言第二章多用户MIMO系统下行联合传输技术由于MIMO系统在发射端和接收端均采用多天线，使MIMO接收检测复杂度高，这种检测的复杂度，在基站端可以忍受，但是移动台由于受到处理能力和价格等因素的限

8、制，严重影响MIMO的应用，所以研究M