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《哈尔滨工程大学》 2009年
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MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究

于波  
【摘要】:随着无线通信系统由单一的语音通信向着多媒体通信的全面发展,人们所期望的数据传输速率越来越高。多输入多输出(MIMO)技术可以显著增加通信系统容量,并能改善系统的性能,非常适合高速无线通信业务,因而,MIMO技术已成为下一代无线通信系统中的关键技术之一。 MIMO通信系统中的天线选择(AS)技术可在获得多天线性能增益的同时,降低系统的复杂度和成本,受到了广泛的关注。组分层空时(GLST)系统结合了空时分组编码和分层空时结构,具有分集-复用折衷性能,有助于满足通信系统的多样化需求。如何在GLST系统中实现有效的天线选择是一个值得深入研究的问题。 在多用户MIMO广播信道中,在基站发射端进行预编码可以降低用户间的干扰,有效的用户选择能够利用多用户分集来增加数据率。二者都需要发射端已知信道状态信息(CSI),这在FDD系统中需要反馈来获得。如何在有限反馈下进行有效的预编码和用户选择,已成为MIMO系统中的一个热点问题。 本文主要研究了GLST系统中的天线选择算法和多用户MIMO系统的用户选择及预编码算法,研究的主要内容和取得的成果包括如下几个方面: 首先,针对结合发送天线选择的GLST系统,提出了基于重构信道QR分解的发射天线选择(TAS)算法。并在此算法基础上,为了降低复杂度,提出了基于降元集合的TAS算法。该算法以信道矩阵列矢量Euclidean范数排序为基础,构建减少天线元个数的集合,并在该集合中搜索最优的天线子集。仿真表明,降元集合算法的性能明显优于几种常见的快速TAS算法,当合理选择降元集合元素数量时,其性能与基于全集合的算法相近。 其次,对于采用排序的逐次干扰消除检测(OSIC)的GLST系统,提出了基于重构信道QR分解的接收天线选择(RAS)算法,该算法用子信道Frobenius范数排序代替Moore-Penrose伪逆行范数排序得到置换矩阵,降低了计算复杂度。另外,还给出了基于重构信道的快速RAS算法,其性能比常规信道快速算法有明显的提升。仿真表明,所提出算法在中断容量上与最大容量算法接近,基于重构信道QR分解的RAS算法具有与基于伪逆排序的RAS算法相近的性能,而重构快速算法性能稍有下降,但复杂度更低。 再次,在多用户MIMO广播信道中,针对随机波束成形(RBF)当系统用户少时性能下降严重的问题,提出了联合RBF和迫零波束成形(ZFBF)的预编码方案。该方案在利用RBF实现用户初步调度的基础上,借助于附加反馈的信道方向信息(CDI)和信道质量信息(CQI)完成最终波束选择和ZFBF预编码。仿真表明,所提出的预编码方案与现有的基于RBF的方案相比,在基本不增加上行链路反馈量的前提下,可明显提高系统和速率。 最后,针对上行链路总反馈量受限的多用户MIMO广播信道,提出了基于阈值优化和最优反馈速率的用户选择及预编码算法。该算法通过对信道增益累积分布的分析得到一个阈值,并将信道增益大于该阈值的用户作为候选用户。然后要求候选用户中的任意N个用户反馈CDI和CQI,其中N为与最优反馈速率对应的用户个数。最后,依据反馈信息进行最终的用户调度和ZFBF预编码。仿真表明,该方案有效地利用了多用户分集,具有比当前的最优反馈速率算法更高的和速率。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN919.3

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕进文;张立军;陈常嘉;;MIMO系统中改进的天线选择算法[J];北京交通大学学报;2006年02期
2 刘建国;杨绿溪;;V-BLAST MIMO系统中基于增广信道矩阵分析的发射天线选择算法[J];电路与系统学报;2008年01期
3 彭木根;李涛;陈宜杰;王文博;;移动WiMAX系统的关键技术及未来演进[J];电信科学;2007年07期
4 林辉;;LTE-Advanced的标准化情况[J];电信科学;2009年01期
5 苏彦兵,谈振辉;基于天线选择的低秩信道MIMO系统容量研究[J];电子学报;2004年03期
6 杨亮;秦家银;;Nakagami-m Keyhole衰落信道下MIMO系统容量及天线选择[J];电子学报;2006年01期
7 周华,马敏,杨大成;基于Schmidt正交化的多天线选择复用[J];电子与信息学报;2004年12期
8 盛延敏;奚宏生;王子磊;赵宇;;一种用于MIMO系统的快速天线选择算法[J];电子与信息学报;2006年09期
9 韩锋;刘应状;朱光喜;孙俊;;基于正交随机波束成型的多用户多波束选择策略[J];华中科技大学学报(自然科学版);2008年05期
10 ;TRANSMIT ANTENNA SELECTION IN V-BLAST SYSTEM[J];Journal of Electronics;2006年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何健;胡艳军;;基于SVD算法的无线光MIMO系统的性能分析[J];安徽大学学报(自然科学版);2007年03期
2 杨全会;蒋朝晖;;无线宽带通信中的MIMO技术[J];安徽职业技术学院学报;2005年04期
3 吕进文;张立军;陈常嘉;;MIMO系统中改进的天线选择算法[J];北京交通大学学报;2006年02期
4 周嗣勇;杨维;;基于V-BLAST的多载波直接序列扩频CDMA系统上行链路性能分析[J];北京交通大学学报;2007年02期
5 蒋伟,项海格;采用M-QAM调制的MIMO系统中基于置信度传播的多用户检测算法[J];北京大学学报(自然科学版);2004年05期
6 李伟华;焦秉立;;基于周期反馈MIMO系统的容量研究[J];北京大学学报(自然科学版);2009年05期
7 胡高平;程艳;;基于EM算法的MIMO OFDM系统信道估计[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2009年02期
8 王强;陶小峰;许灵军;舒晶;张平;;降低B3G系统中MIMO接收机复杂度的方法[J];北京工业大学学报;2008年10期
9 肖征荣,余智,赵绍刚,吴伟陵;使用复小波包的MIMO-OFDM无线系统[J];北京航空航天大学学报;2004年11期
10 王雪松;杨星;薛春美;李道本;;MIMO-CDMA系统中的相位编码技术[J];北京航空航天大学学报;2011年09期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;Semi-orthogonal Precoder Design with Vector Quantized Channel Information Feedback[A];第二十七届中国控制会议论文集[C];2008年
2 肖国军;匡镜明;刘家康;;多星座图映射分层空时结构及其在无线局域网中的应用[A];2005年海峡两岸三地无线科技学术会论文集[C];2005年
3 修春娣;王京;;分布式无线通信系统的MIMO信道容量研究[A];2005年信息与通信领域博士后学术会议论文集[C];2005年
4 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
5 江帆;王墉;杨晨阳;;时空相关信道中下行多用户MIMO系统性能研究[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
6 王墉;江帆;杨晨阳;;下行MU-MIMO与TDMA-MIMO系统性能比较[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
7 龚希陶;王闻今;;DFT扩展的MIMO-OFDM系统中基于导频的信道估计算法[A];2006北京地区高校研究生学术交流会——通信与信息技术会议论文集(上)[C];2006年
8 李燕;王峰;;基于MIMO_OFDM的B3G/4G系统模型[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(下册)[C];2008年
9 龚兵;戴清杰;王赛;刘蓉;;基于闭环控制的发射分集方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
10 万蒙;;基于OFDM系统的信道估计算法的研究[A];2009年研究生学术交流会通信与信息技术论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 宫宇;基于STBC-OFDM技术的海上移动通信新框架体系的研究[D];大连海事大学;2010年
3 张昕;基于OFDMA的宽带无线通信系统资源分配研究[D];华南理工大学;2010年
4 吴敏;多天线通信系统中有限反馈技术研究[D];北京交通大学;2010年
5 王阶;MIMO系统中的定向干扰抑制研究[D];电子科技大学;2010年
6 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年
7 吕凌;广义协作通信若干关键技术研究[D];解放军信息工程大学;2009年
8 陈亮辉;CDMA移动通信中参数估计和数据检测[D];解放军信息工程大学;2009年
9 杨波;高频谱效率的无线网络广义协作通信技术研究[D];解放军信息工程大学;2010年
10 姚善化;复杂矿井巷道中电磁波传播特性及相关技术研究[D];安徽大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 黄晶晶;基于球形译码算法的MIMO系统均衡技术[D];南昌航空大学;2010年
2 毛剑;基于MIMO-OFDM系统的均衡技术研究[D];长春理工大学;2010年
3 梁卫敬;MIMO-OFDM系统中基于TGPS的资源分配算法[D];郑州大学;2010年
4 李萌;MIMO-OFDM系统载波同步算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 宋楠;MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 杨业强;MIMO-OFDM系统天线选择技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 冀少威;时频双衰落环境下MIMO信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 薛明;MIMO-OFDM编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 邵家枫;基于WiMAX的初始ranging检测算法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王二小;MIMO-OFDM系统中降低PAPR技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 彭木根;陈锋;王文博;;下一代移动通信系统和普适计算技术[J];电信快报;2006年06期
2 彭木根;李涛;陈宜杰;王文博;;移动WiMAX系统的关键技术及未来演进[J];电信科学;2007年07期
3 姜永权;周渊平;柳平;马逸新;;窄带波束信道MIMO系统的容量分析[J];电子学报;2006年03期
4 杜滢;;IEEE802.16技术标准最新进展[J];现代电信科技;2008年02期
5 沈嘉;;LTE-Advanced关键技术演进趋势[J];移动通信;2008年16期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王凌云;马惠珠;;一种基于功率分配和天线选择算法的V-BLAST系统设计[J];应用科技;2007年10期
2 李鸿林;韩丽娟;张丽;;MIMO系统中天线选择的关键技术及其应用[J];信息技术;2008年04期
3 樊冰;周雪芳;孙文胜;;MIMO系统中的天线选择技术[J];现代电子技术;2006年15期
4 李对;王保云;;基于MIMO系统的天线选择[J];信息技术;2006年12期
5 邵子韵;钱钰;;天线选择技术在MIMO中的应用[J];信息技术与信息化;2007年03期
6 黑永强;李晓辉;易克初;;一种低复杂度盖尔圆MIMO系统发射天线选择算法[J];电子与信息学报;2008年05期
7 罗静;陈宁;;无线MIMO系统中天线选择技术的算法[J];数字通信;2009年02期
8 罗培东;;Alamouti编码方案在联合天线选择下的BER精确解[J];信息化纵横;2009年13期
9 王俊;颜罡;;一种移动终端多天线方向图重构快速选择算法与基于滑动时间窗的加速实现[J];电子学报;2011年04期
10 汪洋;宋娇;葛临东;;一种基于范数和相关的MIMO接收天线选择新算法[J];计算机工程与应用;2007年32期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘顺兰;刘艳艳;;基于超正交码的最优预编码设计[A];浙江省电子学会2011学术年会论文集[C];2011年
2 王朝阳;朱瑞平;;用于无线通信的宽带双极化MIMO天线设计[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
3 许珺;王友祥;吕召彪;;LTE-A MIMO增强技术研究[A];2011全国无线及移动通信学术大会论文集[C];2011年
4 牛凯;贺志强;王晓湘;吴伟陵;;MIMO迭代接收的进展[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
5 顾敬民;梁涛;于勇;;一种新的MIMO发射功率分配算法研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年
6 潘成康;蔡跃明;徐友云;;基于最小速率的MIMO多接入信道容量和最优功率分配策略[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
7 于翠波;李道本;;MIMO在HCS中应用的研究[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
8 张骞;刘皓;;基于QR分解的MIMO自适应天线选择[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
9 徐凯;罗涛;尹长川;乐光新;;一种应用于MIMO系统的天线选择新算法[A];第九届全国青年通信学术会议论文集[C];2004年
10 李海强;李颖;张元龙;;多用户MIMO中继通信系统中的网络预编码方案[A];中国电子学会第十六届信息论学术年会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 琇文;MIMO战已经开打 未来将无所不在[N];电子资讯时报;2005年
2 ;我爱MIMO[N];网络世界;2004年
3 国家知识产权局知识产权发展研究中心 王雷 国家知识产权局专利局 戴妮;中国已成MIMO专利第四大原创国[N];通信产业报;2008年
4 勤誉;WLAN企业高唱MIMO[N];电子资讯时报;2005年
5 高愉;MIMO增强无线性能[N];中国计算机报;2003年
6 杨阿昭;MIMO推动Wi-Fi[N];中国计算机报;2004年
7 ;MIMO开辟多条无线快车道[N];网络世界;2004年
8 ;WLAN加入安全、管理元素[N];中国计算机报;2005年
9 CPW记者 张戈;NETGEAR MIMO G 改善无线网络环境[N];电脑商报;2005年
10 陈代寿;MIMO提高信道容量[N];中国计算机报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 于波;MIMO通信系统中的天线选择与预编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
2 夏欣;多用户MIMO系统中的预编码及用户调度技术研究[D];电子科技大学;2010年
3 张健;多用户MIMO通信系统的预编码与干扰协调技术研究[D];北京邮电大学;2011年
4 张宁波;分布式MIMO系统关键技术的研究[D];北京邮电大学;2010年
5 解志斌;MIMO系统的优化与天线选择算法的研究[D];东北大学;2009年
6 李瑛;多用户MIMO系统预编码技术研究[D];解放军信息工程大学;2011年
7 郑凤;无线MIMO系统的预编码技术与协作多点传输技术研究[D];北京邮电大学;2012年
8 郝东来;无线通信MIMO系统预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 高向川;多用户MIMO系统中关键技术研究[D];北京邮电大学;2011年
10 吕西午;下一代无线通信系统中天线选择和协作定位技术研究[D];天津大学;2012年
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1 刘羽莎;MIMO系统中多用户预编码技术的研究[D];西安电子科技大学;2011年
2 王静怡;多用户MIMO系统中的预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2010年
3 李亚男;MIMO预编码技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
4 韩玉;WCDMA系统中MIMO预编码的研究[D];电子科技大学;2010年
5 熊焰;MIMO多用户广播信道预编码技术的研究[D];北京邮电大学;2011年
6 乐嘉婧;多用户MIMO系统的预编码技术与功率分配[D];上海师范大学;2010年
7 徐朝凯;基于有限反馈的多用户MIMO技术研究[D];上海交通大学;2010年
8 廖国锐;MIMO系统的有限反馈技术研究[D];华南理工大学;2010年
9 张萌;LTE系统中MIMO预编码技术研究[D];西南交通大学;2010年
10 刘晋勋;LTE-Advanced系统多用户MIMO预编码方法[D];电子科技大学;2011年
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