空间调制与预编码MIMO传输技术性能研究
本文关键词: 高速移动通信 MIMO 空间调制技术 预编码技术 排序检测 Kerdock码 出处:《五邑大学》2014年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:多输入多输出(MIMO)传输技术是目前人们关注的无线通信领域的关键技术之一。为提高通信系统的误码性能和频带利用率,本文主要针对采用空间调制(SM)和预编码传输技术的通信系统性能进行了研究。 空间调制传输技术是最近提出的一种MIMO传输方案,该技术除采用传统的M维调制符号传输信息外,还采用选择发送天线的空间位置来传输信息。本文提出了一种针对多天线发送不同符号的空间调制(MA-SM)通信系统的排序低复杂度线性检测算法,该算法首先将线性检测出的多天线发射组排序构成备选集合,接着在每个备选集合中线性检测出调制信号符号;并对该排序低复杂度算法进行了复杂度的数值分析和误码性能仿真实验。数值分析和仿真实验结果表明:排序线性检测算法与非排序线性检测算法相比复杂度略有增加,但误码性能有很大的提高。 预编码技术是MIMO系统发送端的预处理技术,可以有效提高通信系统的误码性能和频带利用率。本文研究了预编码技术的空分复用传输方案,针对实时信道矩阵进行SVD分解,获得对角矩阵,根据X预编码器和Y预编码器的工作原理,构造了联合优化预编码矩阵,并对基于X、Y预编码联合优化MIMO通信系统进行了成对错误概率分析和误码性能仿真实验。成对错误概率分析和仿真实验结果表明:自适应联合优化算法误码性能优于X预编码器,大信噪比时略好于Y预编码器。 波束赋形是另一种预编码技术的传输方案,本文利用高铁LTE通信系统的互易性,将所需内存少、可在线存储、信号处理复杂度低的Kerdock码作为预编码码本,且将Kerdock预编码波束赋形技术(KBF)用于高速铁路LTE通信系统,并对该系统及进行了复杂度分析与仿真实验性能研究。复杂度分析和仿真实验结果表明:KBF系统在线处理信号时所需的内存容量小,搜索复杂度低;误码性能优于伺机波束赋形系统(OBF),在大信噪比时,误码性能好于位置辅助伺机波束赋形系统(L-OBF);可达速率大于OBF系统,略差于L-OBF系统。Kerdock预编码波束赋形高铁LTE通信系统在复杂度与系统性能之间可以取得较好折衷。
[Abstract]:Multi-input multiple-output (MIMO) transmission technology is one of the key technologies in wireless communication field. In order to improve the error performance and frequency band efficiency of communication system, Mimo transmission technology is one of the key technologies in wireless communication field. In this paper, the performance of communication system based on space modulation (SM) and pre-coding transmission technology is studied. Spatial modulation transmission is a recently proposed MIMO transmission scheme, which uses traditional M-dimensional modulation symbols to transmit information. In this paper, a low complexity linear detection algorithm for spatial modulation (MA-SM) communication system with multiple antennas transmitting different symbols is proposed. In this algorithm, the sequence of linearly detected multi-antenna transmit groups is first used to form an alternative set, and then the modulation signal symbols are detected linearly in each alternative set. The numerical analysis and error performance simulation experiments of the low complexity sorting algorithm are carried out. The numerical analysis and simulation results show that the complexity of the sorting linear detection algorithm is slightly higher than that of the non-sorted linear detection algorithm. But the performance of error code is greatly improved. Precoding is a preprocessing technique for MIMO system senders, which can effectively improve the BER performance and frequency band efficiency of communication systems. In this paper, the space-division multiplexing transmission scheme of precoding technology is studied, and the SVD decomposition for real-time channel matrix is carried out. The diagonal matrix is obtained. According to the working principle of X precoder and Y precoder, the joint optimization precoding matrix is constructed. The pairwise error probability analysis and error code performance simulation experiments of XY precoding combined optimization MIMO communication system are carried out. The results of pairwise error probability analysis and simulation experiments show that the adaptive joint optimization algorithm performs better than X precoder. The signal-to-noise ratio is slightly better than that of Y precoder. Beamforming is another transmission scheme of precoding technology. In this paper, the Kerdock code, which requires less memory, can be stored online and has low signal processing complexity, is used as precoding codebook by using the reciprocity of high-speed LTE communication system. The Kerdock precoded beamforming technique is applied to the high-speed railway LTE communication system. The complexity analysis and simulation experiment results show that the memory capacity and search complexity of the system are small and the search complexity is low. The performance of error code is better than that of the beamforming system, and the error rate is better than that of the position assisted beamforming system (L-OBFF) in large SNR, and the rate of error is higher than that of OBF system. Compared with L-OBF system. Kerdock precoded beamforming high-speed LTE communication system can achieve a good tradeoff between complexity and system performance.
【学位授予单位】:五邑大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN919.3
【共引文献】
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,本文编号:1506751
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