基于空间复用的MIMO预编码技术研究

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1、国内图书分类号：TN929．5国际图书分类号：西南交通大学研究生学位论文密级：公开基于空间复用的MIMO预编码技术研究年姓级——2011申请学位级别王堂亟±专业通信曼信息丕统指导老师汪瞳主副塾援二零一四年四月ClassifiedIndex：TN911．21U．D．C：SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisRESEARCHONMIMOPRECODINGTECHNIQUESBASEDONSPATIALMULTIPLEX工NGGrade：20llCandidate：MaWeiyanAcademicDegreeAppliedfor：Master

2、Degree’Speciality：CommunicationandInformationSystemSupervisor：WangXiaoning西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密区使用本授权书。(请在以上方框内打“4”)学位论文作者签名：弓莓趋担指导老师签名：、．

3、工C如暂日期：w忡、s．28日期：圆刀f垆，、f、。夕厂西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：①对MIMO预编码技术的研究背景、现状及意义进行了总结。并从MIMO预编码技术两大分类一线性和非线性预编码算法两个角度，对其进行了系统的分析。②线性预编码从基于码本和基于非码本两个设计方案进行了阐述，对于前者从基于空间复用和传输分集两种方案进行论述；对于后者则分析了SVD、LDR、GMD、UCD四种基于信道矩阵分解的预编码算法，并对以上四种算法进行了算法复杂度分析。③非线性预编码则从基于迫零准则(ZF)和最小均方误差(MMSE)准则两种形式设计了预

4、编码方案，并结合QR分解、GMD分解及Cholesky分解进行了相关参数的设计。④根据3GPP规定的LTE标准搭建了仿真平台，在搭建的仿真平台下对各种预编码技术进行了系统误码率性能及容量的仿真分析，主要从调制阶数，天线配置，信道空间相关性信道类型及信道状态信息完备与否等方面对各种算法进行了仿真分析，从不同角度对比各种算法的优劣。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学

5、位论文作者签名：弓魂耗日期：询m6．弓西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要MIMO预编码技术是一种根据信道状态信息在系统的发射端对待发送数据进行预处理的技术，该技术能够有效地抑制并行信号之间的干扰，在提高系统稳定性及可靠性的同时，能够在很大程度上简化接收端的处理复杂度。根据接收机进行的运算不同，MIMO预编码技术分为线性预编码技术和非线性预编码技术。非线性预编码技术的性能优于线性预编码技术，这是以系统复杂度为代价换取的，因此，线性预编码相较于非线性预编码技术获得了更广泛的研究。线性预编码技术又根据预编码矩阵获取位置的不同而分为基于码本的预编码技术和基于非码本的预编码技术，基于码本的预

6、编码技术因其较小的反馈开销被纳入了LTE系统。本文主要针对现有的预编码技术进行分析研究。论文的主要工作为：首先从码本的设计策略入手，针对预编码矩阵指示值的计算及接收端的检测算法，分析研究了基于码本的线性预编码方案，包括空间复用的预编码算法和传输分集的预编码算法。基于非码本的线性预编码技术的研究中，从信道矩阵分解的角度出发，研究了基于功率注水的奇异值分解(SingularValueDecomposition，SVD)、几何均值分解(GeometricMeanDecomposition，GMD)和均匀信道分解(UniformChannelDecomposition，UCD)的预编码方案。这三

7、种预编码方案都是基于矩阵SVD分解的，其中GMD及UCD是基于SVD分解的改进算法，这种改进的SVD分解的方案是以牺牲复杂度来换取系统的可靠性，基于此，本文从矩阵分解的角度出发，详细分析了基于LDR分解的预编码方案，虽然该算法的性能仅优于基于SVD分解的预编码方案，但是算法复杂度却比这三种已有的信道分解的预编码方案均小很多。最后本文研究了非线性预编码技术，包括Costa预编码和TH预编码方案。在进行THP方案的研究时，着重从ZF和M