收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于MIMO系统的多阵元调度优化算法研究

王勇  
【摘要】: MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术充分开发空间资源,利用多根天线实现多发多收,在不需要增加频谱资源和天线发送功率的情况下,可以成倍地提高信道容量,满足未来无线通信中高速数据传输的需求。以智能天线和空时编码为代表的多天线技术是目前公认的实现上述目标的最佳选择。波束形成技术源于智能天线,增强期望用户信号功率、抑制干扰用户信号是其典型的技术优势,也是SDMA(Space Division Multiple Access)能够得以实现的基础。而STBC(SpaceTime Block Code,空时分组码)则是实现MIMO分集的重要手段,能有效对抗信道的多径衰落。从发展趋势看,两者的有效联合将可以充分发挥多天线的优势,进而实现系统性能的大幅提升。也应看到,天线选择技术是最近发展起来的一种非常有效的低成本、低复杂度的多天线分集技术,具有重要的理论和实际价值,在无线通信领域正发挥着越来越重要的作用。本论文主要针对MIMO系统的发射和接收天线阵元,研究阵元优化调度方法,结合阵列信号处理,提出在不增加硬件投入情况下,经过合理天线阵元调度而提高系统性能的优化算法,并且通过理论分析与仿真实验进行验证。主要包括以下几个方面内容: 1.提出一种适用于任意发射天线数的QOSTBC子阵分组发射分集方案,该方案克服传统方法中性能随波达角度(DOA)和角度扩展(AS)变化而剧烈波动的不足。其基本思想是:将发射天线平均分组,空时编码信号经各子阵的波束形成加权后定向发射;接收机利用空时编码矩阵特点进行选择接收,将接收信号分成两组,利用分组内信号的正交性进行组间干扰抑制,由于每组都是Alamouti编码,因此每组都可以获得满速率和满分集增益,将两组合并后仍可以获得满分集增益。从理论分析和计算机仿真的结果都可以看出:该方法在保持QOSTBC满速率优点的前提下,可以同时获得满空间分集增益;而且编码和译码的过程都是基于线性处理的,计算简单。 2.传统MIMO系统传输信号需要有与发射(或接收)天线数量相同的射频链路,这使得MIMO系统的成本和复杂度非常高的问题。提出了发射天线和接收天线选择算法及优化设计方法。利用凸优化技术解决基于系统容量最大和译码性能最优两个准则条件下的最优解问题,并对凸优化方法进行了改进,提出了近似逼近的方法,在保持性能的同时显著降低计算复杂度。仿真结果给出了特定条件下最优天线数目;最后,针对传统天线选择算法性能损失较大,将射频链路不再分配给一个天线元素,而是分配给一个天线元素子集的线性组合,通过在接收端的天线子阵变换,使系统性能明显提升。 3.研究使用相同频率、时隙和码道的同一小区多用户通信时对码间干扰和信道干扰抑制的两种算法。智能天线阵列上,通过复合加权,同时实现对系统内其他用户的干扰抑制和对期望用户的满发射分集。本文从理论上证明了复合加权等效为两个子权向量的卷积形式,而这两个权向量可以分别用来实现用户间的干扰抑制和构建STBC所需要的不相关的传输信道。第二种方法是将发射端和接收端的天线阵元进行分组,在发送端依据容量最大准则,在接收端依据信干噪比最大准则分别求出发送波束形成权和接收波束形成权,利用Alamouti编码的正交性使得多用户等效传输矩阵也保持正交性,在不需要预先知道共信道干扰的信道状态信息情况下,抑制码间干扰,同时在接收端获得更大信干噪比。理论分析和计算机仿真结果证明了这两种方法的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 卞鹏;朱诗兵;李晓松;;空时编码在卫星通信系统中的应用[J];现代电子技术;2006年15期
2 马红旗;张会生;;一种新的MIMO OFDM系统特征模式构造方法[J];科学技术与工程;2008年06期
3 胡静;廖桂生;刘宏清;;基于LSTBC-OFDM系统的信道估计简化算法[J];系统工程与电子技术;2006年03期
4 邓捷;高勇;;盲分离在MIMO中的应用[J];无线电通信技术;2009年03期
5 陈敏;吴耀军;金小成;;空时Turbo网格码的MIMO-OFDM系统性能研究[J];现代电子技术;2008年09期
6 成先涛;朱维乐;;超宽带通信中模拟空时码的一种子空间检测方法[J];电子与信息学报;2006年07期
7 乐渭斌;王衍文;陆辉;雷雨;;B3G无线通信中MIMO技术现状[J];通信技术;2007年11期
8 张永志;葛利嘉;刘威;;一种基于MIMO技术的认知无线电通信系统[J];舰船电子工程;2008年08期
9 孙美玲;侯蕊;郭勇;;一种准正交空时分组码的并行译码算法[J];煤炭技术;2010年09期
10 朱凌燕;余松煜;张红伟;;一种低解码复杂度的全分集全码率空时编码[J];上海交通大学学报;2006年03期
11 王惠琴;柯熙政;;自由空间光通信中的混合空时编码[J];光学学报;2009年01期
12 任爱锋,殷勤业,罗铭;空时编码多载波码分多址MIMO系统下行频率选择性信道盲估计[J];通信学报;2005年07期
13 丁汉清;韩雪琴;;MIMO无线技术研究[J];郑州轻工业学院学报(自然科学版);2008年03期
14 李鹏;束锋;孙锦涛;谢仁宏;;新一代对流层散射通信系统关键技术探讨[J];金陵科技学院学报;2007年02期
15 卢斌;熊尚坤;韦岗;;基于时延分集的MIMO多径信道盲估计算法[J];电路与系统学报;2007年05期
16 单红梅;胡光锐;;空时编码的MIMO系统中空时SIC多用户检测[J];上海交通大学学报;2006年01期
17 姚善化;吴先良;;MIMO-OFDM用于提高矿井无线通信性能的研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2009年04期
18 王惠琴;曹明华;贾科军;;大气激光通信中的级联空时分组码[J];光电工程;2010年12期
19 崔楠;徐献灵;;移动通信系统中的多输入多输出智能天线技术[J];信息通信;2008年05期
20 王健康,王德强,乐光新;MIMO系统中的空时编码技术[J];中兴通讯技术;2004年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李紘;刘威;彭节;张卫清;陈绍勇;;认知无线电通信MIMO子系统设计[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅱ)[C];2008年
2 徐信;蔡跃明;徐友云;;一种基于空时分组编码的MIMO-SC/FDE系统的接收空间分集方案[A];2005'中国通信学会无线及移动通信委员会学术年会论文集[C];2005年
3 雍亮;秦宁;;基于空时编码的协作分集研究[A];广东通信2010青年论坛优秀论文集[C];2010年
4 康亦佳;;MIMO技术在HSPA+系统中的研究[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(下册)[C];2011年
5 王正茂;叶梧;冯穗力;;空时编码系统中的分区化多用户接收机[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
6 霍新整;肖丽萍;;无线通信中的空时分组码研究[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
7 柴关华;徐友云;蔡跃明;;MIMO-OFDM无线传输系统中的信道估计研究[A];江苏省通信学会2004年学术年会论文集[C];2004年
8 钟俊;彭启琮;;MIMO-OFDM系统中发射机与接收机的联合优化[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
9 李军;章新华;韩东;;采用子空间的多输入多输出水声信道盲辨识[A];2008年全国声学学术会议论文集[C];2008年
10 芮贤义;;干扰受限环境下多输入多输出-最大比合并系统的容量和误符号率分析[A];苏州市自然科学优秀学术论文汇编(2008-2009)[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 赵莹;MIMO通信系统中若干关键问题的研究[D];北京交通大学;2010年
2 沈文丽;MIMO-CPM的信道模型、空时编码和同步技术研究[D];浙江大学;2009年
3 韩昌彩;多天线与协作中继网络中的传输技术研究[D];北京邮电大学;2009年
4 吴赟;宽带OFDM系统中频偏与信道估计技术研究[D];上海交通大学;2007年
5 郑武;空时系统的级联编码技术研究[D];上海交通大学;2007年
6 孙恩昌;准正交时分复用技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
7 陈沪东;多天线连续相位调制系统关键技术研究[D];浙江大学;2008年
8 敖珺;MIMO无线通信系统中的空时编码方法研究[D];西安电子科技大学;2009年
9 张剑;OFDM系统中信道估计方法的研究[D];电子科技大学;2007年
10 王勇;基于MIMO系统的多阵元调度优化算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高洋;MIMO系统中的均衡技术研究[D];西北工业大学;2006年
2 尹巧萍;MIMO-OFDM系统中空时编码技术的研究[D];东南大学;2006年
3 张志斌;基于OFDM和波束形成的空时分组编码性能仿真研究[D];西南交通大学;2009年
4 卜庆凯;多天线无线高速通信系统中多输入多输出(MIMO)链路空时编码(STC)技术研究[D];新疆大学;2005年
5 张奇;多输入多输出(MIMO)编码技术研究[D];华中科技大学;2005年
6 陈逸;MIMO-OFDM系统信道估计方法研究[D];东南大学;2006年
7 李亮;MIMO-OFDM系统的信道估计技术算法研究[D];西安电子科技大学;2009年
8 徐静;MIMO-OFDM系统中信道估计技术研究[D];电子科技大学;2005年
9 唐一鑫;MIMO-OFDM系统中空时编码的仿真研究[D];南京理工大学;2008年
10 张琪;MIMO系统空时编码与用户选择技术研究[D];山东大学;2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;朗讯芯片实现多输入多输出技术[N];人民邮电;2003年
2 冉隆科;500M WLAN 无线走向高速[N];中国计算机报;2004年
3 李侠;LTE大幅降低网络成本[N];中国电子报;2009年
4 清水;Wi—Fi 802.11n仍在完善中[N];计算机世界;2011年
5 山东大学 韩旭东;802.11n:有望解决带宽、漫游、移动问题[N];计算机世界;2004年
6 ;WLAN技术取得突破[N];计算机世界;2003年
7 本报实习记者 宋琛瑶;HSPA技术将成未来热点[N];计算机世界;2008年
8 ;爱立信为意大利部署28兆HSPA网[N];人民邮电;2009年
9 高愉;MIMO增强无线性能[N];中国计算机报;2003年
10 陈代寿;MIMO提高信道容量[N];中国计算机报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978