GSVD的分布特性及其在MIMO预编码中的应用研究
发布时间：2021-10-12 11:23
广义奇异值分解（Generalized Singular Value Decomposition,GSVD）为奇异值分解（Singular Value Decomposition,SVD）的推广,可以同时将两个列数相同的矩阵对角化。与SVD在通信领域的多输入多输出（Multiple Input Multiple Output,MIMO）预编码中应用广泛类似,GSVD同样被广泛地应用于MIMO预编码设计。基于GSVD设计的MIMO预编码方案有两个优点:高效简洁的GSVD构造方法使得基于GSVD设计的MIMO预编码方案拥有较低的复杂度和较高的运算效率;另一方面,由于GSVD能同时将两个信道矩阵对角化,使得基于GSVD设计的MIMO预编码方案常常能将复杂的MIMO广播信道分解为简单的平行单输入单输出（Single Input Single Output,SISO）广播信道,所以接收端能分别对各路SISO广播信道上的信号进行处理,大大降低了 MIMO广播系统的信号处理复杂度。因此,不同通信场景下的基于GSVD的预编码方案设计与性能分析是近年来备受关注的一个研究课题。本论文主要针对两用户MIMO...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三个研宄内容之间的逻辑关系图??１．５本文贡献??
明显提升了该信道上的速率增益，从而提高了整个系统的信道利用率。??１．６论文结构??本论文一共分为６章，其相互之间的结构关系如图１．２所示。??第一章??绪论??第二章??相关理论基础??—｜?１?理????论??第三章??复高斯矩阵ＧＳＶＤ的广义??＿?奇异值分布特性??｜—．：―—ｒ——．－１??无安全约束下基于ＧＳＶＤ?安全约束下基于ＧＳＶＤ的?胃??＿?ｊ预编码设计?预编码设计?＿＿?＾??－？＇一??第六章??总结与展望??图１．２各章的关系结构图??第１章为绪论，主要介绍ＧＳＶＤ－ＭＩＭＯ系统的研宄背景，国内外研宄现状??和发展趋势，以及本文的主要研宄内容。??第２章简要地介绍本文的相关理论基础，主要包括ＧＳＶＤ构造方法，矩阵??分析理论，下行链路ＭＩＭ？与ＮＯＭＡ基本理论，以及物理层安全理论。??第３章主要研宄任意维度的复高斯矩阵的ＧＳＶＤ的分布特性。首先研宄任??意维度的复高斯矩阵ＧＳＶＤ的广义奇异值的联合概率密度函数、边缘分布函数、??以及极限分布函数。然后求解复高斯矩阵ＧＳＶＤ的右广义奇异矩阵的奇异值平??方和的统计均值。??第４章中研宄无安全约束的下行链路中，ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编码的设计。然??后根据第３章中的研宄成果，对提出的ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编码方案的平均速率进??行了完备的理论分析，并利用数值仿真验证分析的正确性和ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编??１４??
Ｋ??其中｜＜＞１。??定理２．２又被称作满圆定律（Ｆｕｌｌ－Ｃｉｒｃｌｅ?Ｌａｗ），如图２．２中所示，式子（２．４０）对??应的概率密度函数实际上是一个在复平面上的单位园内均匀分布的函数。??定理２．３［９６］［９７］：考虑一个ｉＶｘ尺的随机矩阵Ｈ，假如Ｈ的元素满足，互相独??立，均值为０，方差为１／＃并且４阶矩为０（ｌ／ｉＶ２）阶的变量。当尤，＃－＞〇〇，并??且时，Ｈ＂Ｈ的经验累积分布函数Ｆ＾ｈ（；ｃ），?ａ．ｓ．收敛于一个非随机的极??限经验累积分布函数ＦＨ？Ｈ〇ｃ），Ｆｈ７／ｈ〇）对应概率密度函数为??＝?（２．４１）??、［５）?Ｚ７Ｊ：ＰＸ??其中??ａ?＝?｛＼－树?ｂ?＝?［＼?＋?ｙ［ｐ）＼?（２．４２）??定理２．３实际上是系数为；９的Ｍａｒ＇ｃｅｎｋｏ－Ｐａｓｔｕｒ定律。因此，定理２．３对Ｈ的??元素的４阶矩的要求可以松弛为：??ｌＨ－．＾ｆ１?｛Ｋ｜?＾?＾｝］?－＞?°＞?ｆｏｒ?ａｎｙ?Ｊ?＞?０．?（２．４３）??＾?ｉｊ?Ｌ?Ｊ??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]存在辅助节点的MIMO窃听信道安全性能研究[J]. 张海洋,王保云,邓志祥. 信号处理. 2013(08)
博士论文
[1]非正交多址系统中下行链路预编码技术研究[D]. 除志勇.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于内插变换虚拟阵列波束形成技术研究[D]. 周龙.天津理工大学 2018
本文编号：3432483
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：132 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．１三个研宄内容之间的逻辑关系图??１．５本文贡献??
明显提升了该信道上的速率增益，从而提高了整个系统的信道利用率。??１．６论文结构??本论文一共分为６章，其相互之间的结构关系如图１．２所示。??第一章??绪论??第二章??相关理论基础??—｜?１?理????论??第三章??复高斯矩阵ＧＳＶＤ的广义??＿?奇异值分布特性??｜—．：―—ｒ——．－１??无安全约束下基于ＧＳＶＤ?安全约束下基于ＧＳＶＤ的?胃??＿?ｊ预编码设计?预编码设计?＿＿?＾??－？＇一??第六章??总结与展望??图１．２各章的关系结构图??第１章为绪论，主要介绍ＧＳＶＤ－ＭＩＭＯ系统的研宄背景，国内外研宄现状??和发展趋势，以及本文的主要研宄内容。??第２章简要地介绍本文的相关理论基础，主要包括ＧＳＶＤ构造方法，矩阵??分析理论，下行链路ＭＩＭ？与ＮＯＭＡ基本理论，以及物理层安全理论。??第３章主要研宄任意维度的复高斯矩阵的ＧＳＶＤ的分布特性。首先研宄任??意维度的复高斯矩阵ＧＳＶＤ的广义奇异值的联合概率密度函数、边缘分布函数、??以及极限分布函数。然后求解复高斯矩阵ＧＳＶＤ的右广义奇异矩阵的奇异值平??方和的统计均值。??第４章中研宄无安全约束的下行链路中，ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编码的设计。然??后根据第３章中的研宄成果，对提出的ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编码方案的平均速率进??行了完备的理论分析，并利用数值仿真验证分析的正确性和ＧＳＶＤ－ＮＯＭＡ预编??１４??
Ｋ??其中｜＜＞１。??定理２．２又被称作满圆定律（Ｆｕｌｌ－Ｃｉｒｃｌｅ?Ｌａｗ），如图２．２中所示，式子（２．４０）对??应的概率密度函数实际上是一个在复平面上的单位园内均匀分布的函数。??定理２．３［９６］［９７］：考虑一个ｉＶｘ尺的随机矩阵Ｈ，假如Ｈ的元素满足，互相独??立，均值为０，方差为１／＃并且４阶矩为０（ｌ／ｉＶ２）阶的变量。当尤，＃－＞〇〇，并??且时，Ｈ＂Ｈ的经验累积分布函数Ｆ＾ｈ（；ｃ），?ａ．ｓ．收敛于一个非随机的极??限经验累积分布函数ＦＨ？Ｈ〇ｃ），Ｆｈ７／ｈ〇）对应概率密度函数为??＝?（２．４１）??、［５）?Ｚ７Ｊ：ＰＸ??其中??ａ?＝?｛＼－树?ｂ?＝?［＼?＋?ｙ［ｐ）＼?（２．４２）??定理２．３实际上是系数为；９的Ｍａｒ＇ｃｅｎｋｏ－Ｐａｓｔｕｒ定律。因此，定理２．３对Ｈ的??元素的４阶矩的要求可以松弛为：??ｌＨ－．＾ｆ１?｛Ｋ｜?＾?＾｝］?－＞?°＞?ｆｏｒ?ａｎｙ?Ｊ?＞?０．?（２．４３）??＾?ｉｊ?Ｌ?Ｊ??２５??
【参考文献】：
期刊论文
[1]存在辅助节点的MIMO窃听信道安全性能研究[J]. 张海洋,王保云,邓志祥. 信号处理. 2013(08)
博士论文
[1]非正交多址系统中下行链路预编码技术研究[D]. 除志勇.中国科学技术大学 2017
硕士论文
[1]基于内插变换虚拟阵列波束形成技术研究[D]. 周龙.天津理工大学 2018
本文编号：3432483
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3432483.html
