mimo系统下的多用户预编码方法研究与实现

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1、Ｉ毛击种成丈葦ＩＵＮＳＩＴＹＯｆＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳＣＩＥＮＣＥＡＮＤＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＯＦＣＨＩＮＡＩＶＥＲ专业学位硕±学位论文ＩＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳＦＯＲＰＲＯＦＥＳＳＩＯＮＡＬＤＥＧＲＥＥ鑛ｉ仑文题目ＭＩＭＯ系统下的多用户预编码方法讲究与实现■专业学位类别工程硕止学号２０１３２２０１０６４０作者姓名辛洁指导教师居太亮副教授一独创性芦明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了义中特别加标注和致谢的地方

2、夕ｈ论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教脊机构的学位或证书而使用过的材料。与－－同工作的同志对本研巧所做的任何贡献均已在论文１，我１作了明确的说明并表水谢意。、、八年少：在口期：月。作者签名耳少论支使用授权本学位论文作者第全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，的规定，有权保留并向允许论文被蒼阅和借阅。本人披权电子科技大学可将学位论义的全＾心、部或部分内容编入有关数据库进行检索，巧采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密密应

3、遵）的学位论文在解后守此规定衫：：导签名作者签名：韦师專＾期：文月ｎ円年ｙ分类号密级注1UDC学位论文MIMO系统下的多用户预编码方法研究与实现（题名和副题名）辛洁（作者姓名）指导教师居太亮副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士专业学位类别工程硕士工程领域名称电子与通信工程提交论文日期2016.03论文答辩日期2016.05.24学位授予单位和日期电子科技大学2016年06月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号TheResearchandImplementationofMulti-UserPre-CodingA

4、lgorithminMIMOSystemAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:MasterofEngineeringAuthor:XinJieAdvisor:ProfessorJuTailiangSchool:SchoolofCommunication&InformationEngineering摘要摘要随着无线通信系统的快速发展以及用户数量的指数级增长，无线通信系统对传输速度和用户接入量的要求也随之迅速提升。预编码技术作为MU-MIMO系统的关键技术之一，可

5、以有效消除多用户带来的干扰，增加系统速率和容量，具有重要的研究意义。在假定系统反馈资源有限的情况下，本文对MU-MIMO预编码技术展开了以下方面的研究：首先，本文介绍了单用户MIMO系统与多用户MIMO系统的信道容量，以及有限反馈MIMO系统和信道量化技术，包括随机矢量量化、标量量化、上边界量化等内容。其次，本文建立了有限反馈MIMO系统信道模型，分析了有限反馈系统的信2道容量，深入研究了迫零预编码算法、PURC算法、单用户波束成型算法的系统模型，并进行了理论分析。利用MATLAB仿真工具，建立了三种典型预编码算法2仿真模型，并在多种仿真场景下，对迫零预编码算法、PURC算法和

6、单用户波束成型算法的性能进行横向与纵向的对比分析，讨论了算法复杂度以及硬件实现的代价。此外，还将预编码算法与随机矢量量化、标量量化、上边界量化这三种信道量化技术相结合，建立了仿真模型，详细对比了当反馈不同CQI以及使用不同用户选择算法时的系统容量与性能。最后，基于算法性能和实现复杂度的权衡，本文选取迫零预编码算法进行了FPGA硬件实现。根据迫零预编码算法的要求，设置硬件系统参数，在Xilinx的FPGA平台上实现并验证了多用户预编码算法。该算法的核心是矩阵乘法和矩阵求逆运算。本文详细讨论了这两个模块的实现细节，并在MATLAB和Modelsim进行了矩阵求逆模块的性能分析，经实

7、际硬件测试，验证了本文算法的性能。关键词：多用户MIMO，有限反馈技术，预编码技术，波束成形IABSTRACTABSTRACTAswirelesscommunicationsystemsdeveloprapidlyandthenumberofusersgrowsexponentially,thedemandsforafasterspeedandagreaternumberofusershavebecomeincreasinglyurgent.Pre-coding,asoneofthekeyt