基于多天线多用户系统的发射端预编码技术.研究

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1、摘要摘要未来无线通信系统必将是具有高bit／s／Hz／cell频谱利用率的通信系统，而这一特点也是支持未来无线通信若干新业务的基础，因此研究如何进一步提高频谱利用率具有重要意义。大量研究表明在多用户多入多出系统中，发射端预编码技术可以实现用户信号的空间复用，从而减小系统干扰，提高系统频谱利用率。与此同时，研究也表明在具体应用过程中，无论是采用线性预编码技术，还是非线性预编码技术，它们在有效解决诸如功率分配、改善误码性能、公平性和稳健性等方面仍显不足。为此，论文分别从线性预编码和非线性预编码两个方面基本机理出发，针对如上不足开展了相关研

2、究。由于一方面经典的线性预编码技术通常无法支持不同速率的数据传输，而另一方面波束成形和功率控制结合的线性预编码技术中涉及到的联合优化问题较为复杂，故论文提出利用MRT机制确定用户的波束成形矢量，并将复杂的功率分配问题转化为一个较容易处理的超级模数博弈问题，进而得到一个能收敛到唯一纳什均衡的迭代严格占优消去算法。基于这一算法的功率分配方案能够在满足所有用户各自信干噪声比的情况下使系统的发射功率最小。此外，仿真结果表明MRT机制能节约10dB的功率消耗。考虑到非线性预编码技术中公平性和稳健性的不足，论文提出了一种改进的STHP方案，并基于

3、改进方案特点，提出了相应的信道行置换算法和天线子集选择算法。理论分析表明改进的STHP方案具有完美的用户公平性和较低的算法复杂度。同时仿真结果表明，本文提出的信道行置换和天线子集选择算法都能显著改善系统误码性能。值得指出的是，不完美信道状态信息下，结合信道行置换和天线子集选择算法的STHP改进方案具有良好的稳健性，其误码性能优于其它所有STHP技术。关键词：多用户MIMO，发射端预编码，超级模数博弈，STHP重庆邮电大学硕士论文Abstract．——一—————————————————————～——⋯—●———————————————

4、—————————————～Highspectralefficiency，whichiselementaltOprovidingvariousemergmgservices，willbear．emarkablecharacteristicoffuturewirelesscommunicationsystems·ManyresearcheshaveiIldicatedthattransmitprecodingtechniquesinMU-MIMOsystemsarecapableofin—creasingspectralefficien

5、cysincetheymultiplexusers’signalinthespatialdomain，andthusmitigateinter-userinterferences．Ontheotherhand，ithasbeenalsorevealedthateitherlin·earprecodingtechniquesornon．1inearonesshouldbeimproved，includingpowerallocationscheme．SERperformance，userfairness，robustness，andSO

6、forth．Therefore，thisthesisin‘vestigatestheseissuesandproposessomeschemestoimproveprevloustransmitprecodingtechniques．TiffsthesissuggestsusingMRTschemetodeterminebearnformersandtransformingthecomplexpowerallocationproblemtoasupermodulargamethatismucheasiertohandle·1herea

7、sonisthatclassicallinearprecodingtechniquesCannotsupportvariousdatarates，andthosecombiningbeamformingwithpowerallocationaleofteninvolvedwithsophisti-c锄耐iointoptimizationproblems．Basedonthegametheoreticalmodel，alliteratedstrictdomiIlanceeliminationalgorithmthatconvergest

8、OtheuniqueNashequilibriumisintro_duced．whichcouldminimizetotaltransmitpowerandmeanwhilefulfilleachuser’SSINRre