基于码本的有限反馈预编码技术的基本实现思路如下:首先对信道信息进行量化,设计出一系列的预编码向量空间上的码字集合即码本存放在发送端和接收端,然后在接收端估计出信道状态,从而根据一定的准则选出最优的预编码码字,再通过反馈信道将代表该码字的二进制序号传送到发送端,发送端根据该序号从码本中选择对应的码字,并用该码字对发送信息进行波束成形,从而来减小信号传输空间之间的干扰[17]。 如何设计码本使信道信息损失最小化以及如何选择最优的码字是基于码本的有限反馈预编码技术的关键内容,本文也将在这方面进行重点的研究。
1.6 本论文的主要研究内容
通过对本课题的研究,深刻理解和掌握了移动通信技术的相关知识,了解了MIMO技术的研究背景和基本理论,掌握了MIMO系统有限速率反馈技术,尤其是基于预编码码本的有限反馈预编码技术。最终的目标为:运用Matlab软件,模拟真实信道环境,仿真出基于DFT(Discrete Fourier transform)矩阵构建、Grassmannian子空间分组算法和Lloyd矢量量化算法的MIMO预编码发射误码率曲线,并进行比较分析,得出一些有意义和兴趣的结论。此外,还研究了传统的检测算法,并以此为基础进行优化,实现了两种简单的优化检测算法,串行干扰检测算法和基于格基规约的检测算法,提高了MIMO系统的误码性能。文献综述
全文结构或主要内容安排如下:
第一章是绪论,介绍本文的研究背景及意义,MIMO系统基本概述,有限速率反馈技术、预编码技术等。
第二章介绍了MIMO系统基本理论,包括MIMO信道模型、信道容量等,为后续章节的研究奠定基础。此外,本章还阐述了基本的信号检测技术:最大似然(Maximize Likelihood,ML)算法、迫零(Zero Forcing,ZF)算法和最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)准则,并在近似实际信道的条件下进行了仿真,研究比较了各种检测算法性能。
第三章介绍了基于码本的有限反馈预编码技术:DFT码本、Grassmannian子空间分组算法、Lloyd矢量量化算法、以及码字选择算法:基于ML接收机的码字选择算法、基于线性接收机的码字选择算法,并在接近实际信道的环境下,仿真出基于三种码本的MIMO系统误码率曲线,比较各种预编码系统性能。与此同时,介绍了两种简单的优化检测算法:串行干扰检测算法和基于格基规约的检测算法。并仿真比较了传统检测算法与优化检测算法性能。
最后对全文进行了总结,并提出了进一步研究的方向。
2 MIMO系统基本理论
MIMO技术链路可靠性高、覆盖范围广、频谱效率高,它在未来无线通信领域将继续占据十分重要的地位。本章将介绍MIMO信道模型以及信道容量的公式计算,并给出最大似然检测算法、线性检测算法等传统检测算法的性能比较。