發(fā)布時間：2020-09-08 22:55

　　 多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)技術作為無線通信領域的一項關鍵技術,能夠對空間資源充分利用,突破傳統(tǒng)無線網絡容量受限的情況,具有傳輸可靠性高,頻譜利用率高的特點,因此受到廣泛的關注和研究。MIMO系統(tǒng)中多天線的配置,也使得接收端的干擾加劇,為了有效抑制干擾,在MIMO系統(tǒng)中引入干擾對齊技術。干擾對齊技術是設計一個預編碼矩陣與接收矩陣,在接收端將干擾壓縮到同一子空間中,同時滿足期望信號空間與干擾空間正交,并通過接收矩陣達到消除干擾的目的。但是,上行信道較低反饋速率使得當前設計的預編碼矩陣不一定適應于當前的衰落信道,導致接收端存在干擾泄露,進而影響系統(tǒng)性能。因此,研究MIMO系統(tǒng)的干擾對齊技術與相應的有限反饋技術具有重要的意義。本文針對干擾對齊技術和有限反饋技術進行了研究,主要的研究成果如下:有限反饋技術中不同碼本集合的設計方法存在著信道量化性能與設計復雜度方面的差異,碼本集合尺寸越大,信道量化精度越高,同時設計的復雜度也越高。為了保證信道量化精度,減少量化誤差,同時降低碼本集合的設計復雜度,滿足預編碼設計的需求,本論文提出基于主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)技術的碼本集合設計方案,通過將高緯度的信道采樣樣本點映射到一個低緯度的最優(yōu)超平面的方式來設計碼本集合。同時,為了滿足發(fā)射端預編碼的設計能夠保證接收端的干擾盡量對齊到同一子空間中,減少干擾泄露,并且降低求解最優(yōu)預編碼矩陣的計算復雜度,本文以最小化接收端干擾總距離為目標,通過擬牛頓最優(yōu)化算法實現(xiàn)預編碼的設計。本文的研究表明,基于PCA算法的碼本設計能夠在確保量化精度的情況下,降低大尺寸碼本的設計復雜度,同時有效降低碼本維度,減少碼本集合的存儲空間,基于該碼本集合設計的預編碼矩陣能夠有效壓縮干擾到同一子空間中,提升系統(tǒng)性能。
【學位單位】：北京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN919.3
【部分圖文】：

統(tǒng)的性能與收發(fā)端配置天線數(shù)以及接收端的信噪比有關，那么假設發(fā)送功率一定逡逑的情況下，根據(jù)ＭＩＭＯ系統(tǒng)的信道傳輸特性和香濃信道公式，其關系可通過逡逑ｍｉｎ（ｙＶ，Ｍ）Ｓｌｏｇ２ｐ＾）表示［２２丨，其中Ｂ表示信號帶寬，５霞表示接收端的信噪比逡逑大小，ｍｉｎ（／Ｖ，Ｍ）表示發(fā)射端和接收端最小天線數(shù)。逡逑空間分集技術，主要分為發(fā)射分集和接收分集，其中發(fā)射分集是指發(fā)射端對逡逑數(shù)據(jù)進行聯(lián)合編碼，多個天線發(fā)送相同數(shù)據(jù)，增加信號的冗余度，減少信道衰落逡逑和噪聲造成的誤碼率，從而使信號抵抗信道的各種衰落效應；而接收分集是多個逡逑天線接收同一多個獨立的信號，這樣就能保證，對處于不同衰落狀態(tài)信道的信號，逡逑至少能夠使接收端獲取一個功率足夠大的信號副本，無論哪種分集技術都能在接逡逑收端獲得相對穩(wěn)定的信號，獲得較大大的分集增益，提升信道容量。逡逑空間復用技術是指發(fā)射端通過不同的天線發(fā)送相互獨立的數(shù)據(jù)，最大化頻譜逡逑的利用率，其中ＭＩＭＯ系統(tǒng)信道傳輸原理如圖２－２所示�？紤]到空間復用技術逡逑只能獲得有限分集增益，通過空間復用技術和空間分集技術相結合的方式，能夠逡逑極大改善各自缺點。同時，ＭＩＭＯ系統(tǒng)中多天線的配置，也使得接收端接收到的逡逑干擾加劇，為／有效抑制干擾，在ＭＩＭＯ系統(tǒng)中引入千擾對齊技術。逡逑

始變量的線性組合。第一個主成分要求具有最大可能的方差（即慣性，因此這個逡逑成分將“解釋”或“提取”數(shù)據(jù)集中慣性最大的部分）。第二個分量是在第一個分量逡逑正交的約束下計算的并具有最大可能方差，以二維坐標為例，如圖３－１所示。其他逡逑分量的計算同上述。這些新的正交分量稱為因子分數(shù)，這些因子分數(shù)可以從幾何逡逑上解釋為對主要組成部分的觀測投影。逡逑６邐｜邐Ｉ邐Ｉ邐｜邐Ｉ逡逑＿逡逑／逡逑邐｜邐｜邐｜邐｜邐｜邐｜邐｜邐｜邐逡逑５邐６邐７邐８邐９邐１０邐ＩＩ邐１２邐１３邐Ｈ逡逑圖３－丨二維坐標下第一主成分與第二主成分逡逑用ＰＣＡ來分析數(shù)據(jù)，假設一個／Ｘ／的矩陣Ｘ，其每個元素用ｘｙ來表示，矩逡逑陣Ｘ有秩Ｌ，其中乃。一般而言，數(shù)據(jù)集在分析之前將預處理，幾乎總逡逑是矩陣Ｘ的列被中心化，以保證每列的平均值等于０。如果，矩陣Ｘ的每個元素通逡逑過ＶＩ或者（Ｖ／邋－邋１）來劃分，這種分析方法被稱為協(xié)方差ＰＣＡ，因為在這種情況逡逑下，矩陣；是協(xié)方差矩陣。除了去中心化之外，當以不同的單位測量變量時，逡逑習慣上將每個變量標準化為單位規(guī)范。逡逑矩陣Ｘ具有以下奇異值分解（ＳＶＤ）：逡逑ＸｓＰＡＱ７＂邐（３－１）逡逑其中Ｐ是／ＸＬ的左奇異向量，是／ＸＬ的右奇異向量，Ａ是奇異值的對角矩陣。逡逑列的慣性被定義為這個列的元素的平方和

邐（３－３）逡逑主成分也可以通過原始軸的旋轉以幾何形式表示出來。ＰＣＡ的幾何表示如逡逑圖３－２所示，在這個圖中，看到因子分數(shù)給出了主成分觀測的投影長度（即到原逡逑點的距離）。在這種情況下，矩陣被解釋成為方向余弦矩陣（因為是正交的）。逡逑矩陣Ｑ也被稱為加載矩陣。在這種情況下，Ｘ可以被表示為：逡逑Ｘ邋＝邋ＦｗＱｔ邋ｗｉｔｈ邋ＦｔＦ邋＝邋Ａ２邋ａｎｄ邋ＱＴＱ邋－邋／邐（３－４）逡逑這種分解通常被稱為Ｘ的雙線性分解。逡逑ｘ２逡逑、Ｖ：ｚ，ｚ邋？、、八、＇、逡逑ｗ、、、：、、、、ｚ逡逑~栍義希澹苠澹義希劐義襄五五義弦遑義賢跡常參甑募負蝸允懼義峽悸塹轎私檔陀邢薹蠢”棧罰停桑停舷低車男諾懶炕蟛�，需要对大量的伭x閑諾雷刺畔⒔型臣評瓷杓坡氡炯稀５苯礤澹澹釵模粒觶茫櫻剎裳憷┱刮義希鄭恚釵卣笞魑菰蠢瓷杓坡氡炯鮮�，需要进袑戵量的紦溷和磱zⅰＲ蟈義洗�，为了綑n圖撲愀叢傭群痛媧⒖占�，简化码本集合设计，假设存灾q庋囊桓鰣義銑矯

本文編號：2814739