多輸入多輸出(Multiple-Input-Multiple-Output,MIMO)技術(shù)作為無(wú)線(xiàn)通信領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù),能夠?qū)臻g資源充分利用,突破傳統(tǒng)無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)容量受限的情況,具有傳輸可靠性高,頻譜利用率高的特點(diǎn),因此受到廣泛的關(guān)注和研究。MIMO系統(tǒng)中多天線(xiàn)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(duì)齊技術(shù)。干擾對(duì)齊技術(shù)是設(shè)計(jì)一個(gè)預(yù)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(shí)滿(mǎn)足期望信號(hào)空間與干擾空間正交,并通過(guò)接收矩陣達(dá)到消除干擾的目的。但是,上行信道較低反饋速率使得當(dāng)前設(shè)計(jì)的預(yù)編碼矩陣不一定適應(yīng)于當(dāng)前的衰落信道,導(dǎo)致接收端存在干擾泄露,進(jìn)而影響系統(tǒng)性能。因此,研究MIMO系統(tǒng)的干擾對(duì)齊技術(shù)與相應(yīng)的有限反饋技術(shù)具有重要的意義。本文針對(duì)干擾對(duì)齊技術(shù)和有限反饋技術(shù)進(jìn)行了研究,主要的研究成果如下:有限反饋技術(shù)中不同碼本集合的設(shè)計(jì)方法存在著信道量化性能與設(shè)計(jì)復(fù)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(shí)設(shè)計(jì)的復(fù)雜度也越高。為了保證信道量化精度,減少量化誤差,同時(shí)降低碼本集合的設(shè)計(jì)復(fù)雜度,滿(mǎn)足預(yù)編碼設(shè)計(jì)的需求,本論文提出基于主成分分析(Principal Component Analysis,PCA)技術(shù)的碼本集合設(shè)計(jì)方案,通過(guò)將高緯度的信道采樣樣本點(diǎn)映射到一個(gè)低緯度的最優(yōu)超平面的方式來(lái)設(shè)計(jì)碼本集合。同時(shí),為了滿(mǎn)足發(fā)射端預(yù)編碼的設(shè)計(jì)能夠保證接收端的干擾盡量對(duì)齊到同一子空間中,減少干擾泄露,并且降低求解最優(yōu)預(yù)編碼矩陣的計(jì)算復(fù)雜度,本文以最小化接收端干擾總距離為目標(biāo),通過(guò)擬牛頓最優(yōu)化算法實(shí)現(xiàn)預(yù)編碼的設(shè)計(jì)。本文的研究表明,基于PCA算法的碼本設(shè)計(jì)能夠在確保量化精度的情況下,降低大尺寸碼本的設(shè)計(jì)復(fù)雜度,同時(shí)有效降低碼本維度,減少碼本集合的存儲(chǔ)空間,基于該碼本集合設(shè)計(jì)的預(yù)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(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN919.3
【部分圖文】：

統(tǒng)的性能與收發(fā)端配置天線(xiàn)數(shù)以及接收端的信噪比有關(guān)，那么假設(shè)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(guān)系可通過(guò)逡逑ｍｉｎ（ｙＶ，Ｍ）Ｓｌｏｇ２ｐ＾）表示［２２丨，其中Ｂ表示信號(hào)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(xiàn)數(shù)。逡逑空間分集技術(shù)，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(duì)逡逑數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合編碼，多個(gè)天線(xiàn)發(fā)送相同數(shù)據(jù)，增加信號(hào)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(hào)抵抗信道的各種衰落效應(yīng)；而接收分集是多個(gè)逡逑天線(xiàn)接收同一多個(gè)獨(dú)立的信號(hào)，這樣就能保證，對(duì)處于不同衰落狀態(tài)信道的信號(hào)，逡逑至少能夠使接收端獲取一個(gè)功率足夠大的信號(hào)副本，無(wú)論哪種分集技術(shù)都能在接逡逑收端獲得相對(duì)穩(wěn)定的信號(hào)，獲得較大大的分集增益，提升信道容量。逡逑空間復(fù)用技術(shù)是指發(fā)射端通過(guò)不同的天線(xiàn)發(fā)送相互獨(dú)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(fù)用技術(shù)逡逑只能獲得有限分集增益，通過(guò)空間復(fù)用技術(shù)和空間分集技術(shù)相結(jié)合的方式，能夠逡逑極大改善各自缺點(diǎn)。同時(shí)，ＭＩＭＯ系統(tǒng)中多天線(xiàn)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(duì)齊技術(shù)。逡逑

始變量的線(xiàn)性組合。第一個(gè)主成分要求具有最大可能的方差（即慣性，因此這個(gè)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(gè)分量是在第一個(gè)分量逡逑正交的約束下計(jì)算的并具有最大可能方差，以二維坐標(biāo)為例，如圖３－１所示。其他逡逑分量的計(jì)算同上述。這些新的正交分量稱(chēng)為因子分?jǐn)?shù)，這些因子分?jǐn)?shù)可以從幾何逡逑上解釋為對(duì)主要組成部分的觀測(cè)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(biāo)下第一主成分與第二主成分逡逑用ＰＣＡ來(lái)分析數(shù)據(jù)，假設(shè)一個(gè)／Ｘ／的矩陣Ｘ，其每個(gè)元素用ｘｙ來(lái)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(yù)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(gè)元素通逡逑過(guò)ＶＩ或者（Ｖ／邋－邋１）來(lái)劃分，這種分析方法被稱(chēng)為協(xié)方差ＰＣＡ，因?yàn)樵谶@種情況逡逑下，矩陣；是協(xié)方差矩陣。除了去中心化之外，當(dāng)以不同的單位測(cè)量變量時(shí)，逡逑習(xí)慣上將每個(gè)變量標(biāo)準(zhǔn)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(duì)角矩陣。逡逑列的慣性被定義為這個(gè)列的元素的平方和

邐（３－３）逡逑主成分也可以通過(guò)原始軸的旋轉(zhuǎn)以幾何形式表示出來(lái)。ＰＣＡ的幾何表示如逡逑圖３－２所示，在這個(gè)圖中，看到因子分?jǐn)?shù)給出了主成分觀測(cè)的投影長(zhǎng)度（即到原逡逑點(diǎn)的距離）。在這種情況下，矩陣被解釋成為方向余弦矩陣（因?yàn)槭钦坏模�。逡逑矩陣Ｑ也被稱(chēng)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(chēng)為Ｘ的雙線(xiàn)性分解。逡逑ｘ２逡逑、Ｖ：ｚ，ｚ邋？、、八、＇、逡逑ｗ、、、：、、、、ｚ逡逑~栍義�，ｙ邋＼邋ｙ辶x希劐義襄五五義弦遑義賢跡常參甑募負(fù)蝸允懼義峽悸塹轎私檔陀邢薹蠢”棧罰停桑停舷低車(chē)男諾懶炕蟛�，需要对大量的伭x閑諾雷刺畔⒔型臣評(píng)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�(xiě)罅康募撲愫痛媧ⅰＲ蟈義洗�，为了綑n圖撲愀叢傭群痛媧⒖占洌蚧氡炯仙杓�，假设存灾q庋囊桓鰣義銑矯

本文編號(hào)：2814739