MIMO单载波频分多址系统均衡与波束赋形算法的研究

发布时间:2021-04-06 10:52
  随着无线通信系统向着更高的带宽,多样化的数据业务需求,以及更复杂的应用场景等方向的演进,多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)以及适合宽带无线通信系统的多址技术相结合,成为了现今以及未来无线通信系统的关键技术。单载波频分多址(Single Carrier Frequency Division Multiple Access,SC-FDMA)技术,作为宽带无线通信系统中最重要的多址技术之一,其与MIMO技术的结合成为了必然的发展趋势。如今,SC-FDMA 作为第四代移动通信系统 LTE-Advanced(Long Term Evolution-Advanced)的上行多址技术标准,得到了广泛的应用和关注。在MIMO宽带通信系统中,信道频率选择性衰落造成的码间干扰以及不同天线数据流之间的干扰成为了限制通信系统性能的重要问题。本文从接收端均衡、发射端波束赋形以及协作通信系统下的中继波束赋形入手,研究如何抑制频率选择性衰落以及多天线带来的干扰问题。首先,本文深入研究了迫零均衡以及最小均方误差(Minimum Mean-Squared Erro... 

【文章来源】:哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】:145 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

MIMO单载波频分多址系统均衡与波束赋形算法的研究


图1-3?2?x?2SC-FDMA系统收发结构

示意图,载波,频域,信道


?哈尔滨工业大学工学博士学位论文???1.2i?i?i?i?i?i?i?i?i?i??KN^apQOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO^I??_r??pi?|?|?|?|?|?|?|?!?i?? ̄?'?0?5?10?15?20?25?30?35?40?45??An??图2-2子载波间的频域信道响应相关性示意图??Fig.?2-2?Correlation?of?channel?frequency?response?between?subcarriers??位旋转仍为复高斯随机变量,即⑴?^(0,4;^由于每个径相互独立,??所以式(2-63)表示Z个统计独立的零均值复高斯随机变量的和,所以间^?仍??为_个零均值复高斯随机变量,其方差为??L-l?L-1??EdlH^U2)?=?J2E(K(l)\2)?=?=?1?(2-64)??1=0?1=0??由上式可知,对于任意子载波》上从发射端天线P到接收端天线7上的频域??儀道响应服从均值为〇方差为1的复喬斯随机聋爨*.如下式所示。??[?k???間0,1)?(2-65)??还需注意的一点是,任意两个不同子载波上的频域信道响应具有一定的相关??性,其协方差为??^?ajexp{ ̄jM^ ̄k)l}?(2-66)??1=0??如图2-2所示,给出了不同多径个数下,任意两个子载波上的频域信道响??应相关性示意图。假设系统子载波总数M等于48。每个径的平均功率相等,??即4?=?#?=?????=?@4?=?1。表示任意两个子载波间的间隔。如下式所??示,?i?1??

接收机,场景,下界,速率


t=N^?|?z??25?+?下界(Nt=Nr=4)?/??-?—上界(N,=2,Nr=4)?/?y??¥?20—?|+?孓界(Nt=2,Nr=4)??°?0?5?10?15?20?25?30??SNR(dB)??圈3-5?MMSE接收机隹祝=凡=4或况=2,凡=4时的苄均和逮攀上下羿??Fig.?3-5?Bounds?on?the?sum?rate?of?MMSE?receivers?with?Nt?=?2,Nr?=?4?or?Nt?=?Nr?=?4??如图3-5所示,为MMSE接收机在况=况.=4和况=?2,#,.?=?4场景下,事??均和速率的上下界。从图中可以着出,證;况=#;■时,Jfc下界在赢信D棄比时??不在平行,随着償噪比的增大,i:下界的距离也增大,:这也意味着随着子载??波个数iV和瘡道抽头个数Z的增大,由符号间千扰和流间千扰所导致的速??率损失隨着SNR的增大而增大,在15dB时,速率损央.最大【上下界的距崗)??为1.5b/s/Hz,在30dB时,速率损失最大约为5b/s/Hz。此外,从图中还可以看??出,S/3<1时,上下界在髙儒噪比平行,且義距很小,这是因为在高袭噪??比,MMSE接收机的性能和ZF接收机的性能近似相等,推论1的结果同样适??用于MMSE接收机。??需要注意的是对于MMSE接收机,况乞|不是必须的当况>乂时,下??Rmms?lower?有如下推论??-44-??

【参考文献】:
期刊论文
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本文编号:3121306

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