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1、第11期电子学报Vol.42No.112014年11月ACTAELECTRONICASINICANov.2014MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡系统及最优阶次选择方法陈恩庆,楚彩虹,王忠勇(郑州大学信息工程学院,河南郑州450001)摘要:单载波频域均衡(SC-FDE)技术可以有效地克服无线传输中的多径衰落,而多输入多输出(MIMO)能大大提高频谱利用率.两者的结合已成为下一代无线通信系统上行链路的传输方案.然而,当无线信道是快速时变时,MIMOSC-FDE系统的频域信道矩阵将为非对角矩阵,形成严重的频域子信道间干扰,使系统性能急剧下降.针对这一问题,本文采用在分数阶傅里叶域均
2、衡代替传统频域均衡,提出MIMO单载波分数阶傅里叶域均衡(MIMOSC-FrFDE)系统.通过选择合适的分数阶傅里叶变换阶次,实现分数阶傅里叶域信道矩阵的近似对角化.仿真结果表明,在快速时变信道下,本文提出的MIMOSC-FrFDE系统比传统MIMOSC-FDE具有更好的误码率性能.关键词:分数阶傅里叶变换;MIMO单载波;最优分数阶傅里叶变换阶次中图分类号:TN911畅23文献标识码:A文章编号:0372-2112(2014)11-2253-07电子学报URL:http://www.ejournal.org.cnDOI:10.3969/j.issn.0372-2112.201
3、4.11.019MIMOSingle-CarrierFractionalFourierDomainEqualizationSystemandOptimalOrderSelectionAlgorithmCHENEn-qing,CHUCai-hong,WANGZhong-yong(SchoolofInformationEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou,Henan450001,China)Abstract:Single-carrierfrequencydomainequalization(SC-FDE)isaneffectivetec
4、hniquetocopewithmulti-pathfading.Multi-inputMulti-output(MIMO)cangreatlyimprovethespectrumutilization.Thecombinationofthesetwotechniqueshasbe-cometheuplinktransmissionschemeforthenextgenerationwirelesscommunication.Whereas,theperformanceofMIMOSC-FDEsystemwoulddegradealotunderfasttime-varying
5、channelsbecauseofseveresubchannelinterference.Tosolvethisproblem,weproposetheMIMOsingle-carrierfractionalFourierdomainequalizationsystem(MIMOSC-FrFDE).TheequalizationisdoneinthefractionalFourierdomaininsteadofFourierdomain.ThroughselectingtheoptimalfractionalFouriertransformorder,thefraction
6、alFourierdomainchannelmatrixcanbeapproximatelydiagonalized.SimulationresultsshowthatourproposedsystemcanimprovetheperformancecomparedwiththeMIMOSC-FDEsysteminfasttime-varyingchannels.Keywords:fractionalFouriertransform;MIMOsingle-carrier;optimalfractionalFouriertransformorder系统及卫星通信系统等应用场合,通
7、信收发双方的相对1引言移动速度非常快,将产生较大的多普勒频移,给接收端MIMO技术采用多根发射和接收天线,可以充分利性能带来很大影响.因此,研究高速移动情况下的无线用空域信道资源,在不提高发射功率和带宽的前提下,通信技术具有较大的实用价值.[1~3]极大地提高系统的信道容量和频谱利用率.此外,目前的MIMOSC-FDE系统接收端在频域进行均单载波频域均衡(SC-FDE)系统可以很好地消除多径传衡.当信道在一个块周期内是不变的或者是慢时变,频输影响,而且具有比正交频分复用(OFDM)系统更低的
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