MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡系统及最优阶次选择方法.pdf

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1、第１１期电子学报Vol．４２No．１１２０１４年１１月ACTAELECTRONICASINICANov．２０１４MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡系统及最优阶次选择方法陈恩庆，楚彩虹，王忠勇（郑州大学信息工程学院，河南郑州４５０００１）摘要：单载波频域均衡（SC-FDE）技术可以有效地克服无线传输中的多径衰落，而多输入多输出（MIMO）能大大提高频谱利用率．两者的结合已成为下一代无线通信系统上行链路的传输方案．然而，当无线信道是快速时变时，MIMOSC-FDE系统的频域信道矩阵将为非对角矩阵，形成严重的频域子信道间干扰，使系统性能急剧下降．针对这一问题，本文采用在分数阶傅里叶域均

2、衡代替传统频域均衡，提出MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡（MIMOSC-FrFDE）系统．通过选择合适的分数阶傅里叶变换阶次，实现分数阶傅里叶域信道矩阵的近似对角化．仿真结果表明，在快速时变信道下，本文提出的MIMOSC-FrFDE系统比传统MIMOSC-FDE具有更好的误码率性能．关键词：分数阶傅里叶变换；MIMO单载波；最优分数阶傅里叶变换阶次中图分类号：TN９１１畅２３文献标识码：A文章编号：０３７２-２１１２（２０１４）１１-２２５３-０７电子学报URL：http：／／www．ejournal．org．cnDOI：１０．３９６９／j．issn．０３７２-２１１２．２０１

3、４．１１．０１９MIMOSingle-CarrierFractionalFourierDomainEqualizationSystemandOptimalOrderSelectionAlgorithmCHENEn-qing，CHUCai-hong，WANGZhong-yong（SchoolofInformationEngineering，ZhengzhouUniversity，Zhengzhou，Henan４５０００１，China）Abstract：Single-carrierfrequencydomainequalization（SC-FDE）isaneffectivetec

4、hniquetocopewithmulti-pathfading．Multi-inputMulti-output（MIMO）cangreatlyimprovethespectrumutilization．Thecombinationofthesetwotechniqueshasbe-cometheuplinktransmissionschemeforthenextgenerationwirelesscommunication．Whereas，theperformanceofMIMOSC-FDEsystemwoulddegradealotunderfasttime-varying

5、channelsbecauseofseveresubchannelinterference．Tosolvethisproblem，weproposetheMIMOsingle-carrierfractionalFourierdomainequalizationsystem（MIMOSC-FrFDE）．TheequalizationisdoneinthefractionalFourierdomaininsteadofFourierdomain．ThroughselectingtheoptimalfractionalFouriertransformorder，thefraction

6、alFourierdomainchannelmatrixcanbeapproximatelydiagonalized．SimulationresultsshowthatourproposedsystemcanimprovetheperformancecomparedwiththeMIMOSC-FDEsysteminfasttime-varyingchannels．Keywords：fractionalFouriertransform；MIMOsingle-carrier；optimalfractionalFouriertransformorder系统及卫星通信系统等应用场合，通

7、信收发双方的相对1引言移动速度非常快，将产生较大的多普勒频移，给接收端MIMO技术采用多根发射和接收天线，可以充分利性能带来很大影响．因此，研究高速移动情况下的无线用空域信道资源，在不提高发射功率和带宽的前提下，通信技术具有较大的实用价值．［１～３］极大地提高系统的信道容量和频谱利用率．此外，目前的MIMOSC-FDE系统接收端在频域进行均单载波频域均衡（SC-FDE）系统可以很好地消除多径传衡．当信道在一个块周期内是不变的或者是慢时变，频输影响，而且具有比正交频分复用（OFDM）系统更低的