MIMO-OFDM系统中的多用户检测技术
【摘要】：
近年来,第四代移动通信技术(4G)越来越受到人们广泛的关注。下一代移动通信能提供更大的覆盖范围、更高的可靠性、更高的传输速率和频谱利用率。多输入多输出(MIMO)系统可以在不增加系统带宽的情况下,实现高速率的数据传输,所以其具有很大的系统容量和很高的频带利用率。正交频分复用(OFDM)技术可以把宽带频率选择性衰落信道变为多个窄带平坦衰落信道,有效地降低高数据速率通信系统均衡的复杂度。MIMO-OFDM系统同时具有MIMO和OFDM的优点,它将能够满足4G的要求。
多用户检测(MUD)技术是MIMO-OFDM通信系统的关键技术之一。MIMO-OFDM支持多个用户进行同时同频通信,因而多个用户之间会相互产生干扰。为了进行可靠地通信,这就需要用MUD技术来进行各个用户信号的分离和检测。
本文首先介绍了MIMO和OFDM的基础理论,并对于MIMO系统的信道容量进行了公式推导。其次,讨论了多用户检测的一些方法,主要对V-BLAST系统的多用户检测方法进行阐述,对其主要方法进行仿真和比较。最后,对多用户MIMO-OFDM系统中的正交波束形成(OBF)方法进行研究,并对其进行改进,即迫零排序串行干扰消除(ZF-OSIC)方法与OBF方法相结合的方法,把它应用于多用户MIMO-OFDM系统的上行链路来实现MUD。仿真结果表明,采用改进后的方法的系统性能比采用传统的OBF方法的系统性能约有1dB的提高。同时,本文提出把Alamouti空时分组编码和波束形成技术应用于多用户MIMO-OFDM系统,并对其进行了仿真和分析。这种方法具有实现复杂度低和性能优越等优点。
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