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基于压缩感知的无线信道信息反馈的研究

孙超  
【摘要】:第四代移动通信技术标准和构架的研究目前正在如火如荼的展开。支持多用户的高速率数据业务和多媒体传输业务,同时能够满足不同用户的服务质量(QoS)要求是未来无线通信技术的发展方向。作为3GPP LTE进一步演进的LTE-Advanced是目前的研究重点。LTE-Advanced系统中使用了一些提高系统性能的技术措施,如多天线(分集、复用、波束成形)技术、正交频分复用,调度,预编码,功率控制技术,以及自适应调制技术等。这些技术的实现都是在发送端已知完全信道状态信息的假设前提下得到的。在TDD无线系统中,由于上下行信道具有互易性,发射端可以通过上行信道估计得到CSI,然后通过互易性确定下行信道的CSI。但是在FDD无线系统中,上下行信道占有不同的频率,不再具有互易性,所以我们必须使用链路反馈技术让发送端实时地获得信道状态信息。另外,随着系统带宽的增加,信道状态信息的反馈量也成倍增加,降低反馈量有利于提高频谱利用率,优化系统性能。可以说信道状态信息的反馈制约着整个系统的性能提升。 本文研究了频分双工-多输入多输出-正交频分复用(FDD-MIMO-OFDM)无线通信系统中的信道状态信息压缩反馈新方法。该方法利用了数字信号处理领域新提出的压缩感知理论来反馈信道状态信息。由于压缩感知技术能在有效减少系统处理复杂度和传输的数据量的同时保证近乎完美地重建信号,从而提高了系统的反馈性能。论文仿真结果表明在反馈量相同的前提下,新方案提高了系统性能。


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