面向5G的MIMO关键技术研究

发布时间：2020-06-18 08:58

【摘要】：本文面向第五代移动通信系统(Fifth Generation,5G)中多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统的预编码技术。区别于接收端均衡过程,其利用信道状态信息(Channel State Information,CSI)在发射端对信号进行预处理,使得发送信号对衰落信道的适应力提升,达到在发送端提前消除符号间干扰(Inter Symbol Interference,ISI),降低接收端处理复杂度的目的,从而提升系统整体性能。预编码技术可分为线性与非线性两大类,本文以非线性预编码中的THP预编码(Tomlinson-Harashima Precoding,THP)为研究对象,提出了多种改进的THP预编码算法,并对这些方案进行了理论分析和仿真验证。首先,研究了MIMO技术的原理与分类,阐述了MIMO系统中现存的关键技术,对经典的线性预编码技术进行了仿真验证。进一步地,给出了THP预编码和VP预编码(Vector Perturbation,VP)两种非线性方案,并进行了分析和仿真验证。此外,给出多种现有THP改进算法并仿真评估。其次,提出两种新的基于信道相关矩阵的THP预编码方案(THP-Chaneel Cor-relation Matrix R,THP-R),THP-R1与THP-R2,并对其原理进行了详细的推导与证明,仿真结果表明两种新的THP方案均可获得比传统THP方案更优越的性能。特别地,在以资源块资源块(Resource Block,RB)为预编码颗粒度时增益尤为显著。同时,考虑噪声的影响,提出一种增强算法THP-R2(E),该算法能够在上述新方案基础上获得进一步的性能增益。最后,在传统THP方案的基础上,提出了三种THP增强算法,包括基于功率归一化因子的排序算法,基于N个符号联合旋转的星座图旋转(Tilted Constella-tion,TC)算法以及基于取模指示信息前馈的THP预编码方案,并分别对其性能进行了仿真与分析。此外,提出了一种基于THP-R2的新空口方案,仿真结果表明其能够降低取模损耗,提升系统性能。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN929.5

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本文编号：2719009