【摘要】：研究了大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)的預編碼設計算法。針對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通常利用增加用戶天線數(shù)來提高系統(tǒng)頻譜效率的方法會導致用戶間干擾增大,從而對系統(tǒng)性能產生負面影響的問題,提出了一種將正則化迫零(RZF)預編碼與最小均方誤差-串行干擾消除(MMSE-SIC)檢測相結合的改進算法。該算法通過在基站端采用RZF預編碼對信號進行預處理以平衡用戶間干擾和噪聲干擾的影響,繼而在接收端運用檢測性能優(yōu)異的MMSE-SIC算法來進一步減輕信號中的干擾,從而達到提升系統(tǒng)容量的目的。實驗結果表明,這種將RZF預編碼與MMSE-SIC檢測相結合的改進算法,在用戶間干擾較大時具有較好的適用性,且在完全已知和未完全已知信道狀態(tài)信息情況下的頻譜效率均優(yōu)于傳統(tǒng)RZF算法。
【圖文】：

iveinterferencecancellation，MMSE-SIC)檢測相結合的改進算法。在用戶配置多根天線而導致用戶間干擾增大的情況下，本文算法首先通過ＲZF預編碼算法來有效平衡用戶間干擾和噪聲干擾的影響，然后結合檢測性能優(yōu)異的非線性MMSE-SIC算法來進一步減弱用戶間干擾。仿真結果表明，本文算法在用戶間干擾較大的情況下具體較好的實用性，在完全已知信道狀態(tài)信息(channelstateinformation，CSI)和未完全已知CSI兩種情況下的系統(tǒng)頻譜效率均優(yōu)于傳統(tǒng)的ＲZF預編碼算法。1大規(guī)模MIMO單小區(qū)系統(tǒng)模型大規(guī)模MIMO單小區(qū)通信系統(tǒng)模型如圖1所示。假設基站端集成了M根發(fā)射天線，與K個配置N根天線的用戶進行數(shù)據(jù)通信，系統(tǒng)采用時分雙工的工作模式，即上行鏈路和下行鏈路的信道傳播系數(shù)相同［13］，基站利用接收到的導頻信號估計上行鏈路的信道狀態(tài)信息，而下行鏈路根據(jù)信道互易性獲取信道估計。圖1大規(guī)模MIMO單小區(qū)移動通信系統(tǒng)在目標小區(qū)中，基站端接收的導頻信號為Y=∑Kk=1CkBk+n(1)—238—高技術通訊2017年3月第27卷第3期

力，部分算法在基站端利用導頻優(yōu)化來改進線性預編碼效率［16］，或采用性能更好但復雜度較高的非線性預編碼方法。另一方面，部分算法在接收端采用檢測性能更好的檢測算法來提高系統(tǒng)性能。然而，上述方案都僅僅單方面考慮在基站端或在接收端進行改進，具有一定局限性。并且在用戶間干擾較大的情況下其適用性較差，系統(tǒng)所能達到的頻譜效率不高。基于上述考慮，本文提出了一種預編碼算法與信號檢測相結合的算法，同時在基站端和接收端改進系統(tǒng)性能，以提高用戶間干擾較大情況下的系統(tǒng)頻譜效率。該方案的設計流程如圖2所示。圖2ＲZF預編碼與MMSE-SIC檢測算法聯(lián)合設計示意圖在圖2中，系統(tǒng)分別考慮在基站端和接收端運用性能較好的預編碼算法和檢測算法來減輕用戶間干擾對系統(tǒng)性能產生的影響。該方案的設計過程主要分為兩個部分，即基于基站端的ＲZF預編碼算法和基于接收端的MMSE-SIC信號檢測算法。聯(lián)合設計方案的具體過程為:首先，在系統(tǒng)接收端對導頻信號進行信道估計來獲知上行鏈路的信道狀態(tài)信息(CSI)，再將CSI反饋至基站端。并且，在時分雙工系統(tǒng)中，下行鏈路的信道估計可以通過上下行信道具有互易性獲知，同時，考慮到ＲZF預編碼算法能有效平衡噪聲干擾及用戶間干擾的影響，，因此，在基站端通過ＲZF預編碼算法對信號進行預處理，以此—239—謝斌等:ＲZF預編碼與MMSE-SIC檢測聯(lián)合的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)預編碼設計算法

【參考文獻】

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1 方昕;張建鋒;曹海燕;劉超;潘鵬;;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中動態(tài)導頻分配[J];電子與信息學報;2016年08期

2 楊睿哲;Zong Liang;Si Pengbo;Ma Dawei;Zhang Yanhua;;Selective transmission and channel estimation in massive MIMO systems[J];High Technology Letters;2016年01期

3 王林;芮國勝;張海波;;雙向中繼系統(tǒng)用戶聯(lián)合預編碼與檢測算法研究[J];電子與信息學報;2015年07期

4 彭吉生;田霖;周一青;石晶林;;有限字符約束下的MIMO信道線性預編碼設計[J];高技術通訊;2013年11期

5 王海榮;俞菲;黃永明;楊綠溪;;大規(guī)模MIMO多小區(qū)TDD系統(tǒng)中的預編碼策略和導頻調度[J];信號處理;2013年08期

【共引文獻】

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1 謝斌;劉述睿;謝舒閩;;RZF預編碼與MMSE-SIC檢測聯(lián)合的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)預編碼設計算法[J];高技術通訊;2017年03期

2 謝斌;劉述睿;謝舒閩;;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的全導頻RZF預編碼方法[J];高技術通訊;2017年02期

3 王毅;錢葉旺;林艷;李春國;黃永明;楊綠溪;;時間相關信道下分布式大規(guī)模MIMO系統(tǒng)頻譜效率分析[J];信號處理;2016年11期

4 郭耀廷;王炳和;曲毅;宋德鵬;;一種智能的大規(guī)模MIMO部分導頻復用調度方案[J];火力與指揮控制;2016年11期

5 郝杰;;大規(guī)模多用戶MIMO系統(tǒng)導頻波束形成預編碼算法及仿真[J];西安工業(yè)大學學報;2015年06期

【二級參考文獻】

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1 胡瑩;黃永明;俞菲;楊綠溪;;多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效資源分配算法[J];電子與信息學報;2015年09期

2 芮國勝;王林;張洋;張海波;;分布式雙向中繼選擇算法及用戶功率分配[J];通信學報;2014年05期

3 吉曉東;鄭寶玉;崔景伍;;不對稱雙向中繼信道中的再生雙向中繼選擇及功率分配[J];電子與信息學報;2013年07期

4 趙睿;傅友華;李春國;楊綠溪;;多天線雙向中繼系統(tǒng)中的中繼處理與資源分配策略[J];電子與信息學報;2010年04期

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1 陳志;劉珊珊;曹型兵;;多輸入多輸出系統(tǒng)中的預編碼技術研究[J];數(shù)字技術與應用;2012年02期

2 徐偉;;淺談電子通訊的預編碼技術[J];電腦知識與技術;2012年27期

3 李超;郭麗娜;;電子通訊的預編碼技術分析[J];電子制作;2013年19期

4 解芳;袁超偉;程鐵錚;;利用干擾提高容量的低復雜度預編碼方法[J];北京郵電大學學報;2009年05期

5 陶立;;一種電子通訊技術的預編碼解析[J];電腦知識與技術;2012年30期

6 張文;龔鋼;;抑制小區(qū)間干擾的遲延可容忍預編碼方案[J];科技通報;2013年07期

7 冉金志;林初善;邵云飛;廖曉閩;;幾何平均分解的矢量預編碼方案設計[J];中國科技信息;2013年22期

8 盧鑫;;Closed-Loop MIMO系統(tǒng)線性預編碼技術[J];中國新通信;2008年11期

9 鄭鳳;陳潤芊;盧國仙;武穆清;;一種新的非線性預編碼算法[J];北京理工大學學報;2012年01期

10 范慧婧;孫長印;盧光躍;;抑制小區(qū)間干擾的改進信漏噪比預編碼方法[J];電訊技術;2012年08期

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1 劉偉;張春陽;邵珠雷;;相關衰落信道中星座預編碼和球譯碼[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（一）[C];2008年

2 邵玉斌;龍華;向鳳紅;;MIMO通信系統(tǒng)空域維納預編碼器及性能分析[A];中國通信學會第五屆學術年會論文集[C];2008年

3 劉繼雄;李有明;周新星;;DSL基于誤差符號的自適應預編碼算法[A];浙江省信號處理學會2011學術年會論文集[C];2011年

4 鐘俊;彭啟琮;;有限比特反饋下OFDM系統(tǒng)的預編碼技術[A];中國通信學會第五屆學術年會論文集[C];2008年

5 馬守貴;陳明;;MIMO系統(tǒng)中基于離散速率集的線性預編碼研究[A];2008通信理論與技術新發(fā)展——第十三屆全國青年通信學術會議論文集（下）[C];2008年

6 黃永明;楊綠溪;;采用分組線性星座預編碼OFDM的分層空時傳送方式及其迭代接收[A];第十二屆全國信號處理學術年會（CCSP-2005）論文集[C];2005年

7 王道彬;米文智;;一種基于TXMMSE預編碼的新型OFDM系統(tǒng)研究[A];四川省通信學會2011年學術年會論文集[C];2011年

8 張亞東;叢鍵;王卓鐳;;一種基于預編碼降低OFDM信號峰均功率比的技術[A];2007’促進西部發(fā)展聲學學術交流會論文集[C];2007年

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1 曹新莉;衛(wèi)星多天線數(shù)據(jù)傳輸下水庫水情測報編解碼技術與方法研究[D];武漢大學;2012年

2 呂磊;MIMO系統(tǒng)中基于有限反饋的預編碼及天線合并技術研究[D];電子科技大學;2014年

3 劉萌萌;未來MIMO技術的性能分析和預編碼研究[D];北京郵電大學;2015年

4 胡志蕊;多小區(qū)協(xié)作系統(tǒng)下預編碼及收發(fā)聯(lián)合處理技術研究[D];北京郵電大學;2015年

5 張萌;協(xié)同無線通信系統(tǒng)中的關鍵技術研究[D];上海交通大學;2014年

6 董全;下一代無線網(wǎng)絡的預編碼研究[D];西安電子科技大學;2015年

7 王偉;多用戶MIMO系統(tǒng)預編碼技術研究[D];西安電子科技大學;2014年

8 王超;多天線系統(tǒng)中的反饋與預編碼技術研究[D];浙江大學;2016年

9 王楠;中繼協(xié)作通信中的編碼技術研究[D];東南大學;2015年

10 張蕾;非線性預編碼技術研究[D];浙江大學;2016年

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1 袁莉莉;無線通信系統(tǒng)中的干擾對齊技術研究[D];上海師范大學;2015年

2 粟唐;高速移動場景下LTE下行預編碼技術研究[D];西南交通大學;2015年

3 田夢;PLC中基于MIMO的預編碼技術研究與中繼系統(tǒng)性能分析[D];南京理工大學;2015年

4 高書瑩;下行多用戶MIMO預編碼方法的研究與應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 劉荊;大MIMO信道狀態(tài)信息獲取及預編碼方法研究[D];電子科技大學;2015年

6 劉圣恩;MIMO雙向中繼系統(tǒng)的預編碼設計與性能優(yōu)化研究[D];南昌大學;2015年

7 羅輯;3D MIMO及其預編碼設計與研究[D];電子科技大學;2015年

8 向攀;LTE-Advanced上行MIMO預編碼技術研究與實現(xiàn)[D];電子科技大學;2014年

9 竇津津;MIMO-UWB預編碼技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

10 謝思敏;非線性預編碼中的星座擴展及解調方法研究[D];電子科技大學;2015年

本文編號：2564952