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一种基于中继转发矩阵的波束成形算法

作 者: 张玉娇
导 师: 周健
学 校: 南京邮电大学
专 业: 信号与信息处理
关键词: 多输入多输出中继 波束成形 连续干扰抵消 信道容量 误码率
分类号: TN929.5
类 型: 硕士论文
年 份: 2012年
下 载: 13次
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内容摘要


随着移动通信技术的发展,人们在享受它给我们带来的便捷的同时也对其提出了更高传输速率和更高传输质量的要求,如手机上网、视频传输等高速数据业务,这使得传统的蜂窝网络面临着巨大的挑战。为了实现未来无线移动通信系统的高数据速率、高频谱效率、高覆盖范围等目标,新技术不断涌现,其中中继协作通信技术和多输入多输出(MIMO)技术就是两个典型的代表。中继协作通信具有扩大覆盖范围、提高传输质量、减少覆盖“盲点”等作用,MIMO技术可在不增加频谱资源和发射功率的情况下成倍的提升系统容量。两种技术结合起来组成的MIMO中继通信网络将使系统性能得到更大的提升。在中继网络中,中继所起的作用就是对信号进行转发,中继对信号的转发方法将对系统性能产生很大影响,因此对中继转发矩阵进行优化是提高中继系统性能的一个重要手段。本文首先对中继转发矩阵的优化原则进行了分析,总结出了两种中继转发矩阵的优化原则:等效矩阵三角化原则和等效矩阵对角化原则。其次,本文在MIMO系统的预编码和检测技术的理论基础上,运用等效矩阵对角化原则提出了一种适合在第二跳信道状况不太理想时使用的中继波束成形方案:最小均方误差接收-匹配发送波束成形方案,并由仿真结果得出其在系统容量和误码率方面比以往的方案都有较大的改善。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章 绪论  8-13
  1.1 引言  8-9
  1.2 MIMO 中继网络  9-10
  1.3 中继转发矩阵优化研究  10-11
  1.4 论文的主要工作和章节安排  11-13
第二章 MIMO中继系统及中继转发矩阵的优化原则  13-24
  2.1 引言  13
  2.2 两跳中继通信系统  13-16
    2.2.1 中继通信系统的分类  13-14
    2.2.2 三点式两跳中继通信系统模型  14-16
  2.3 MIMO 多中继通信系统  16-18
  2.4 中继转发矩阵的优化原则  18-22
    2.4.1 基于等效信道矩阵三角化的中继转发矩阵设计方案  19-21
    2.4.2 基于等效矩阵对角化的中继转发矩阵优化方法  21-22
  2.5 本章小结  22-24
第三章 MIMO通信系统的预编码和检测技术  24-40
  3.1 MIMO 预编码技术  24
  3.2 线性预编码简介  24-29
    3.2.1 一般的线性发送系统  24-26
    3.2.2 基于匹配滤波器的预编码  26
    3.2.3 发送迫零预编码  26-27
    3.2.4 发送最小均方误差预编码  27-28
    3.2.5 线性预编码性能比较  28-29
  3.3 非线性预编码  29-31
  3.4 检测算法  31-39
    3.4.1 MIMO 通信系统简介  32-33
    3.4.2 最大似然检测算法  33-34
    3.4.3 匹配滤波检测算法  34-35
    3.4.4 迫零检测算法  35
    3.4.5 最小均方误差检测算法  35-36
    3.4.6 基于QR 分解的串行干扰反馈抵消检测算法  36-37
    3.4.7 MIMO 系统检测算法性能仿真及比较  37-39
  3.5 本章小节  39-40
第四章 基于QR分解的中继波束成形方案  40-57
  4.1 引言  40-41
  4.2 MIMO 中继系统模型  41-43
  4.3 两种波束成形方案介绍  43-46
    4.3.1 匹配接收-匹配发送波束成形  44-45
    4.3.2 匹配接收-调整迫零发送波束成形  45-46
  4.4 一种新的波束成形算法及其性能仿真  46-55
    4.4.1 最小均方误差接收-匹配发送波束成形方案  46-47
    4.4.2 性能仿真及分析  47-55
  4.5 总结  55-57
第五章 总结与展望  57-59
  5.1 课题研究总结  57
  5.2 进一步的研究方向  57-59
参考文献  59-62
攻读硕士学位期间完成的论文  62

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信
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