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《东南大学》 2006年
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MIMO无线通信系统中的空时编码与预编码研究

钱轶群  
【摘要】: 多输入多输出(MIMO)系统因为在容量和分集方面的卓越性能,成为未来无线通信系统的发展方向。近十年来,针对MIMO系统的通信技术,如空时编码、空间复用和空分多址,成为无线通信领域的研究热点并取得很多进展。本论文研究了MIMO系统中的差分空时编码技术、单载波频域均衡技术、多用户下行链路预编码技术以及用户调度技术。论文的主要创新点列举如下: 1.提出了用发射信号矩阵的幅度分量传递多个比特以提高频谱效率的差分空时编码方案,并针对该方案推导了利用相邻的两个编码周期的接收信号的差分检测算法,以及对发射信号矩阵幅度分量的序列检测算法。针对采用QAM信息字符构造差分编码矩阵的差分空时块码,提出了一种避免信道能量估计的差分检测算法。 2.针对发射天线数为偶数的系统,提出了一种降低接收机计算复杂度的差分酉空时编码方案,该方案利用Alamouti空时码的正交特性和循环群的设计构造差分空时编码矩阵,能实现最大的天线分集。同传统的采用对角信号矩阵的差分酉空时编码相比,所提方案在接收端的差分检测需要搜索的酉矩阵个数大大减少,且由于所采用的循环群中的酉矩阵的维数和个数都减少了,从而也简化了设计并提高了检测性能。 3.针对存在衰落相关性的MIMO信道,提出了利用衰落相关性信息设计差分空时块码的初始化矩阵的方法,设计准则是使差分检测的平均成对错误概率的上界达到最小。最优的设计同时考虑发射端和接收端的衰落相关阵,但需要采用数值方法求解。通过忽略接收端的相关性,可以得到有闭合表达式的次优设计,其性能接近最优设计。 4.针对快时变MIMO信道,利用时变信道的基扩展模型,提出了一种块差分空时编码方法。该方法利用基扩展模型中各复指数基的系数在一个块内为恒定的特性,将一个块分为多个子块并在各子块间进行差分编码。通过发射端的块交织和接收端的解块交织,信号检测不需要信道状态信息,从而避免了对快时变MIMO信道的估计。通过合理地设计差分编码的子块长度及差分编码矩阵,所提方案能同时实现最大的天线分集和Doppler分集。 5.考虑针对频率选择性信道频域均衡的单载波传输,证明了线性MMSE频域均衡与时域均衡的等效性。当信道的频率响应在离散Fourier变换(DFT)的频点上有零点时,考察了块长度对单载波频域均衡性能的影响并与未编码的OFDM进行了比较。推导了带时域判决反馈的MMSE频域均衡器设计,在推导中考虑到了实际使用的反馈抽头数随块内已检测的字符数的变化。针对两路空间复用的空时块码信号,推导了接收端的频域干扰抑制和MMSE均衡算法。在此基础上,提出了根据均衡后的均方误差的大小进行排序的分层检测算法,通过利用接收分集提高了后检测的一路信号的误码率性能,并进一步提出了迭代检测算法使两路信号的误码率性能都得到了提高。 6.针对采用块对角化预编码的MIMO多用户下行链路,分析了用户天线数对空间自由度及系统容量的影响,提出根据系统配置对用户天线进行选择以提高系统容量。直接最大化系统容量的最优用户天线选择算法需要很高的计算复杂度,为了降低计算复杂度,提出了两种基于等效信道
【学位授予单位】:东南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TN919.72

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【引证文献】
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5 陈伍;OFDMA-MIMO系统区分用户移动速度的无线资源自适应分配算法研究[D];西南交通大学;2010年
6 韦道准;V-BLAST检测算法与多用户MIMO预编码技术研究[D];西南交通大学;2010年
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【共引文献】
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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
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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
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8 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
9 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
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【同被引文献】
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2 徐凯,罗涛,尹长川,乐光新;发送天线选择对MIMO系统性能的影响[J];重庆邮电学院学报(自然科学版);2005年01期
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10 唐富;;移动网海面覆盖技术特点简析及规划建议[J];电信快报;2008年05期
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8 周立刚;MIMO无线通信系统中复正交空时分组编码的研究[D];北京邮电大学;2006年
9 罗振东;MIMO无线通信系统的关键理论与技术研究[D];北京邮电大学;2006年
10 穆萨(Mouhamadou Bello Moussa);WCDMA混合业务模型及网络覆盖和容量仿真分析与研究[D];吉林大学;2006年
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1 常海成;郑州3G无线网覆盖预测研究[D];解放军信息工程大学;2008年
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5 霍新整;无线通信中空时编码技术的研究[D];燕山大学;2004年
6 郑淦;MIMO信道中V-BLAST系统研究[D];天津大学;2004年
7 肖熠;下一代移动通信系统中的空时分组码技术研究[D];电子科技大学;2004年
8 于昭民;无线通信中的空时编码技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
9 陈悦;空时编码关键技术研究[D];南京航空航天大学;2005年
10 刘谟婧;四平市区WCDMA无线网络初期建设预规划方案的研究[D];吉林大学;2005年
【二级引证文献】
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1 韩刚;;我国研究生学位论文著作权的许可制度完善[J];暨南学报(哲学社会科学版);2012年06期
2 张彦;;学位论文著作权问题研究[J];华章;2012年36期
3 杨莉;;我国高校学位论文著作权保护调查分析与研究[J];情报理论与实践;2009年10期
4 杨莉;;研究生学位论文开发利用中的著作权归属问题研究[J];情报理论与实践;2010年01期
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6 吴慰慈;谷秀洁;;2008年国内图书馆学学术进展[J];图书馆论坛;2009年06期
7 涂湘波;韩继章;;图书馆学理论2008年研究进展[J];图书馆;2009年05期
8 熊咏梅;程结晶;;学位论文著作权集体管理模式分析[J];图书情报工作;2010年11期
9 姚蓉;方怡;;试论博硕士论文资源建设中的知识产权问题[J];现代情报;2010年07期
10 张小勇;吴用;;我国学位论文交存制度之检讨与完善——以著作权保护为视角[J];学位与研究生教育;2010年10期
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10 陈明;未来移动通信系统中天线选择技术的研究[D];中国科学技术大学;2007年
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1 杨兵;MIMO系统中的空时编码与频域均衡技术研究[D];东南大学;2004年
2 龚昌平;移动通信系统BLAST空时编解码技术研究[D];电子科技大学;2004年
3 储珊;IEEE802.16e系统中的空时编码OFDM技术研究[D];浙江大学;2006年
4 陶琴;MU-MIMO系统准正交空时编码联合波束形成技术研究[D];武汉理工大学;2010年
5 杨明华;空时编码在MIMO-OFDM系统中的仿真研究[D];东南大学;2005年
6 曹硕;准正交空时分组编码技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
7 徐静;MIMO-OFDM系统中信道估计技术研究[D];电子科技大学;2005年
8 聂圣峰;高带宽利用率OFDM系统研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
9 高晶;CDMA系统容量分析与空时分组码性能估计[D];南京航空航天大学;2002年
10 陈皓俊;基于陈列信号处理的空时码研究[D];西安电子科技大学;2005年
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