mimo通信系统中的天线选择与盲自适应处理算法研究

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1、摘要随着无线通信系统业务需求的发展，无线通信系统已经从单纯的语音服务向图像，视频擞据等多媒体方向全面发展。丰富的媒体内容引发了高速接入的需求。接近Gbps的高速无线通信系统在日益发展的无线局域网(WLAN：Whele8sLocalAreaNetworks)'中引起了人们极大的兴趣。未来家庭视听网络需要支持多种高速高请晰电视(HDTV：mgn-De胁tionTelevi8抽n)系统，这也大概需要上：Gbps的速率。这么高的传输速率对有限的无线频谱资源来说是一个极大的挑战。从信息论角度的研究表明：在发送端和接收端同时

2、使用多根天线的多输入多输出(MIMO：Multi-InputoMum-o,1tput)系统可以大大增加无线通信系统的容量，并可以大大改善系统的性能，非常适合B3G、4G无线通信系统中高速业务的要求。因而，MIMO技术成为下一代无线通信领域中的热门技术。MIMO系统可以同时提供复用和分集增益。空间复用增益一直以来被认为是M／MO通信系统带来的最大好处，空间复用通过扩展信道维数，在不增加额外功率和浪费额外带宽的情形下，可以提供与天线个数成线性比例的容量增长。这大大增强了频谱利用率。空间复用通过分层空时码来实现，目前有

3、D-BLAST、V-BLAST及mBLAST-'．等方案。分集技术是一种有效对抗无线链路衰弱的技术。分集技术主要依赖子信号在多条独立衰弱路径(包括时问，频率和空间)中的传播，其中，空间(或叫天线)分集技术比起频率和时间维度的分集技术更为优越，主要是空闻分集技术住传输时闻和带宽上没有带来任何其他开销。分集增加了传输可靠率。可以带来服务质量的提高。假设MIM01唐道有坼‰条独立衰弱路径，并且传输信号可以被合理构建，那么接收机可以利用收到的信号得到相比于单输入单输出系统(SISO：Single-Input，．Singl

4、e-OutpuQ更低的能量衰变并且获得坼^如的分集增益。发射机在信道状态未知的情形下也能够刹用分集增益，这个时候需要对发送端信号合理设计和发送，这种对应的技巧就被称为空时编码。目前研究较多的有空时分组码『(STBO)和空时格码(s’rTc)。MIMO系统的核心是空时信号处理，这里的“时”就是蒈通数据通信中的“时间”维度；而“空”是通过在发送和接收端同时使用多根天线丽构成的“空间”分布维度。这样的系统也可以被看作是传统智能天线(SmartAneetIn881的一个自然延伸。后者是一种用来提高无线系统性能的技术。目前

5、，MIMO系统的研究主要分布在信息论和编码研究、天线子集选择、天线设计和信道模型研究、MIMO—OFDM、发射预编码、多用户MIMO理论和编码技术等领域，本文的工作主要集中在MIMO系统天线选择算法和正交空时分组码[MIMO系统盲自适应算法。发射／接收天线选择方法能以很小的性能损失换取射频成本的大幅度降低，使MIMO系统不完全受射频成本的限制。为了快速选择出使系统容量最优的发射／接收天线子集，给出了一个快速的迭代选择算法。恢算法基于贪心思想：在当前获锝的系统容量的基础上，优先考虑去除那根对系统容量影响最小的天线。

6、通过在线的自动更新目标系数，该算法显示出快速的性能。通过一系列仿真结果说明：该方法可以快速的选择出天线子集，和不进行天线子集选择的系统性能非常接近。针对正交空时分组码(OSTBC：OrthogonalSpace-TimeB10ckCode)MIMO系统模型及正交空时分组码星座图不变性，提出了一种用于正交空时分组码,MIMO系统的盲自适应接收机。该方法主要利用了正交特性，给出了～个针对正交空时分组码MIMO系统模型的无约束代价函数，并分析了该函数的全局最小值：该无约束代价函数的最小值实际上就是实际信道的归一化矢量。

7、在该结论的基础上，通过投影逼近的方法将无约束摘要代价函数由四阶近似为二阶的，之后对二阶代价函数给出最小均方误差(LMS)和递推最小二乘(RLS)自适应算法实现。仿真结果表明：该接收机可以很好的跟踪衰落信道的变化，在不利用导频信号的情况下很好的还原出原始的传输信号。关键词：多输入多输出系统，空时信号处理，空间复用，v-BLAST，发射分集，正交空时分组码，天线选择，香农容量，盲自适应算法，递推最4,--乘·11—英文摘要AbstractAlongwiththedevelopmentoftheservicerequi

8、rements，Wirelesscommunicationshavedevelopedfromonlyvoice8ervicetomulti-mediaservicesucha8image．videoanddataTherichmediacontentleadstodemandforhighaccessdatarate．Highdataratewirelesscommun