协作多小区MIMO预编码研究

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浅析预编码技术

MIMO系统的预编码技术的研究摘要多入多出（MIMO）系统引入了空域的维度,可以在不增加系统带宽和发射功率的基础上显著提高信道的频谱效率和链路可靠性,因此成为有线通信、无线局域网、宽带移动通信等的解决方案。

预编码技术是MIMO系统的关键技术之一。

在获得发射端信道状态信息（CSIT）的条件下,预编码器对信号进行一定的处理,以简化接收端设计或提高系统性能。

文章首先对MIMO系统模型和容量进行了简单的介绍,然后介绍了预编码技术的概念及原理，针对ZF和MMSE线性预编码做了简单分析与比较，并详细阐述了多用户的MIMO预编码技术及算法。

关键词：预编码；多入多出系统；ZF线性预编码；MMSE线性预编码AbstractMultiple input multiple output (MIMO) system introduces the dimension of airspace, it can significantly improve the spectral efficiency of the channel and the link reliability on the basis of without increasing the system bandwidth and transmit power, and thus it become the solution of wired communications, wireless LAN, broadband mobile communications . Pre-coding is one of the key technologies of MIMO system. Under the condition of obtaining channel state information transmitter (CSIT), pre-coder disposes the signal in some ways to simplify the design of the receiver or enhance the system performance. This paper introduces the MIMO system model and capacity, then introduces the concept and principle of pre-coding technique, and does a simple analysis and comparison for ZF and MMSE linear pre-coding, describes pre-coding techniques and algorithms of multi-user MIMO in detail.Keywords: pre-coding; Multiple input multiple output system; ZF linear pre-coding; MMSE Linear pre-coding1.引言先前的无线通信主要是从接收机出发，通过设计完备、高复杂度的信号检测方法来尽可能无失真的恢复经历无线衰落带来的原始的发射信号，但这类技术往往计算复杂度过高。

基于MIMO系统的预编码技术研究

２０ＳｉＴｃ．ｎｎ．０７ｃｅｈＥｇｇ．
基于ＭＩＭＯ系统的预编码技术研究
王枝光惠晓威
（宁工程技术大学电子与信息工程学院，葫芦岛１５０）辽２１５
摘
要
多入多出（ＭＯ）ＭＩ无线通信技术大大增加了无线通信系统的容量，改善了无线通信系统的性能。针对ＭＩＭＯ系统中
６０２４
科
学
技
术
与工
程
７卷
编码的编码器示意图，首先将信息序列进行预编码，
然后再将预编码器的输出序列送入ＳＢＴＣ编码器进行编码，后ＳＢ最ＴＣ的输出经由两根天线发送出去。
一
种是很好的处理方法。
在构建预均衡矩阵Ｆ时采用ＭＭＳＥ法则，即在
各用户的接收信号间存在相互干扰，分析了一种线性预编码算法，并通过仿真结果表明，经过线性预编码的系统性能有很大
提高。
关键词
ＭＩＭＯ
线性预编码
无线通信
中图法分类号
Ｔ９９５Ｎ２．；
文献标识码
Ａ
Ｔｌａ¨ 和Ｆｓｈｎ的研究表明，过在无线ｅｔｒａｏｃｉｉ通
接收端使得接收信号的误差均方值最小：Ｆ＝ａｉ｛［ｒｍｎ占［一（ｇ射功率恒定，功率值为常数：［］＝Ｋｒ］ｔ（）６＋）ａ］｝（）ｎ一］５同样，在发射端预编码后的发送信号矢量的发
图１带预编码的ＳＢＴＣ编码器不意图

无线通信MIMO系统预编码技术研究

无线通信MIMO系统预编码技术研究无线通信MIMO系统预编码技术研究摘要：无线通信技术的快速发展使得人们对数据传输速率、网络可靠性和传输质量等方面的要求越来越高。

多输入多输出（MIMO）技术以其高速率和可靠性而备受瞩目。

MIMO系统中预编码技术的研究成为关键领域，本文将重点讨论无线通信MIMO系统预编码技术的研究。

一、引言随着无线通信技术的迅猛发展，无线通信系统正不断向更大容量、更高速率和更低延迟的方向发展。

MIMO技术作为无线通信系统中的重要技术之一，通过利用多个天线在空域上并行传输数据，提高了系统的数据传输速率和频谱效率。

预编码技术在MIMO系统中起到了至关重要的作用，可以有效地抑制多径干扰，提高系统的可靠性和传输质量。

二、MIMO系统基本原理MIMO系统的基本原理是利用多个发射天线和接收天线之间的多径传播效应，通过空域上并行传输数据，从而提高系统的数据传输速率和频谱效率。

在MIMO系统中，发射端使用预编码技术将数据进行编码，接收端则使用解码技术将收到的信号还原为原始数据。

三、预编码技术分类预编码技术主要分为基于线性预编码和非线性预编码两大类。

1. 基于线性预编码技术基于线性预编码技术主要包括零迹预编码（ZPC），迹优化预编码（TOCP），全局发射矩阵（GEM）等。

零迹预编码是最简单的线性预编码技术，通过将数据与预定的预编码矩阵相乘，将数据编码为多天线的发送信号。

迹优化预编码则是在零迹预编码的基础上，进一步优化发送信号的功率。

全局发射矩阵是一种采用全局信息的预编码技术，可以充分利用信道状态信息来优化预编码矩阵。

2. 基于非线性预编码技术基于非线性预编码技术主要包括零力预编码（ZLC），最大化信噪比预编码（MRT），最大化合理比率合并（MRRC）等。

零力预编码技术是一种无需信道状态信息的预编码技术，可以有效地抑制多径干扰。

最大化信噪比预编码技术则是通过最大化接收信号的信噪比来优化预编码矩阵。

多用户MIMO系统预编码技术的研究

给出了信道估计误差对ｅＨ结构ＢＲ影响的定量仿真结果。对非理想ＣＩＴＰＥＳ下的预编码技术选择提供了一定的依据，并对
限定信道估计误差的偏差程度具有参考意义。
关键词：多输人多输出系统；非理想信道信息；预编码
中圈分类号：Ｔ９Ｐ３３文献标识码：Ａ
ｍｒｃｄｎＴＰｎｎａｒ —ｆｃｎｒｃｄｎＺ）ｉｏｎｉｈｕｅＭＯｓｓｍｉｅｅｔａｐｅｏｉｇ（Ｈ）ａｄｌｅｒｅｏｏｉｇｐｅｏｉｇ（ＦｎｄｗｌｋｍｕｉｓｒｉｚｒｎＭＩｙｔｓｗｔｉｒｃｅｈｍｐｆｃａｎｌｔｔｉｏｍｔｎ（Ｓ）ｉｐｒｒｅ．Ｔｅａｐｏｉａｅｓｎｌｏ一（ｎｅｅｎｅ—ｐｕｈｅｓｅｎｒａｉＣＩｓｅｏｄｈｐｒｍｔｉａ —ｔｎａｆｏｆｍｘｇｉｒｒｃｔｅｆｌｓ—ｎｉ）ｒｔｏｓａｏｅｉ（ＩＲ）ｅｐｅｓｎｉｇｖｎｕｄｒｈｓｍｔｅｏｄｔｎｈｏａｉｎｂｔｅｎｔｅｔｏｂｉＴＰｓｕｔｒｓＳＮｘｒｓｉｉｎｅｅａｓｐｉ？ｃｎｉｏ．ＴｅｃｍｐｒｏｅｗｅａｃＨｔｃｅｏｓｅｔｕｖｉｓｈｗｓｒｕ
ＰｒｅｄｎｇｉｕｔｕｅＩＯｙｔｍｔｍｐｅｆｃｅｏｉｎＭｌｉｓｒＭＭＳｓｅｗｉｈＩｒｅｔＣｈｎｌＳａｅＩｆｒａｉｎａｎｅｔｔｎｏｍｔｏ
ＹＡＮＧｅ．ＬＡＮＧａＦｉＩＸｉｏ—ｗｅｎ
于发射端以达到抑制多用户间干扰的预均衡方法。基于非理想信道状态信息（Ｓ）ＣＩ条件，针对多用户ＭＩＯ系统的下行信Ｍ

MIMOOFDM系统中的预编码研究

建立了基于802.11a标准的4发送4接收空间复用SDMMIMOOFDM系统仿真模型,在该模型的基础上完成了多种MIMO信道估计与解码算法的仿真比较研究。仿真结果表明,MLD算法的性能在多种解码算法中是最好的,但相应的算法计算复杂度也最大,计算量随着发送支路的增加呈指数级增长,特别在采用较大星座图进行调制的情况下增加就更加明显。MMSESIC和ZFSIC算法通过优化解码顺序和迭代符号干扰消除使解码性能有了显著提高,但相应的在接收机MIMO解码模块中需要增加数据反馈结构。线性解码算法中MMSE算法通过最小化解码均方误差、削弱背景噪声使解码性能比ZF算法有所提高,但相应的MMSE算法需要预先掌握信道的二阶统计估计。QR分解算法通过线性分层干扰消除使解码性能在低信道信噪比下一般处于MMSE算法与ZF算法之间,而在信道条件改善的情况下QR分解的解码性能可能会超过MMSE解码算法。另外,对基于802.11a标准的系统经过空间复用扩展后基带可以达到系统吞吐量进行了研究。
1.学位论文张超多用户MIMO-OFDM下行次优传输方案与反馈研究2008
MIMO-OFDM 技术可以充分利用MIMO和OFDM的优势,被视为未来宽带无线通信系统最具潜力的一种解决方案。在多用户环境中,为了实现多用户空间复用和提取多用户分集,用户需要将信道状态信息反馈至基站。在多天线以及多载波的系统架构下,由此造成的反馈开销是极为庞大的,因此设计高效低速率的信道状态信息反馈是多用户MIMO-OFDM系统中一项非常重要的工作。在实际应用中,反馈方案与传输方案密切相关。由于最优传输方案难以应用于实际系统中,因此本文将主要研究次优传输方案和有限反馈技术。
最后,本文提出了一种多用户MIMO-OFDM系统时域反馈方案。相比频域有限反馈方案,该方案的优点体现在两个方面:一是反馈开销远小于频域有限反馈方案;

多小区MIMO系统中的分布式预编码研究

ｉｅｒｃｄｎｇｆｒｍｕｔｃｌＭＩＯｅｗｏｋｓｒｂｕｔｄｐｅｏｉｏｌｉｅｌＭｎｔｒｓ
ＺｏｎｑａｕＹｉｇｕｎ一，ＬｕｇｏｉＣｈｎｕ，ＺｈｏＲｕ，ＹａｇＬｘ。ａｉｎｖｉ
ｓｍｕａｉｎｒｓｌｓｓｏｔａｈｒｐｏｅｒｃｄｎｅｉｎｓｈｍｅｕｐｒｏｍｈｘｓｉｇｍｅｈｄｉｅｍｓｏｈｅｉｌｔｏｅｕｔｈｗｈｔｔｅｐｏｓｄｐｅｏｉｇｄｓｇｃｅｓｏｔｅｆｒｔｅｅｉｔｎｔｏｎｔｒｆｔ
邹应全，李春国，一赵睿杨绿溪，
南京２０９；１０６
（东南大学信息科学与工程学院１
２南京信息工程大学电子与信息工程学院摘
南京
２０４）１０４
要：多小区ＭＩ对ＭＯ系统中的预编码问题进行了研究。为了降低多小区协作的信道信息（Ｓ）ＣＩ交换量和基站的计算复杂
度，出了分布式预编码矩阵设计方法。将基于最大化信漏噪比（ＬＲ）预编码设计准则引入多小区协作中，出了基于提ＳＮ的提ＳＮ的预编码矩阵设计方法。基于ＳＮ的分布式预编码设计方法解决了多小区协作预编码设计中需要中央控制器的问题，ＬＲＬＲ
第３卷ｌ
第ｌ期２
仪器仪表学报
ＣｉｅｅＪｕｎｌｏｃｅｔｉｎｔｕｎｈｎｓｏｒａｆＳｉｎｉｃＩｓｒｍｅｔｆ

多用户MIMO系统预编码的技术研究

以极大地提高系统容量的多输入多输出标准中的核心技术 … 。在众多用户通讯中，
如果用户端采用一根或者多根天线，基站
预编码技术是ＭＩＭＯ系统中提高系统
（ＭＩＭＯ）技术已成为下一代移动通信（４Ｇ）可靠性和有效性的关键技术之一，其主要
Ｙ＝ ∑ ｈｋ＋，
．
（１）
作用是在基站端利用信道状态信息对信号
这里ｈ是复高斯衰落的信道增益系
是第｛天线发射的数据，ｗｋ是第ｋ用进行预处理，将预编码模块和写成矢量形式为：端采用多根天线，那么就可以组成一个大的及信道进行匹配，充分利用信息状态来提高
ｐｒｅ－ｃｏｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｃａｕｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｖｅｎｔｅｒｒｏｒｄｉｆｆｕｓｉｏｎ，ｇｒｅａｔｌｙｒｅｄｕｃｅｔｈｅｃｏｍｐｌｅｘｉｔｙｏｆｔｈｅｒｅｃｅｉｖｉｎｇｅｎｄ．Ｉｎｔｈｅｐａｐｅｒ，ｓｅｖｅｒａｌａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｏｆｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒＭＩＭｅｓｙｓｔｅｍｐｒｅ－ｃｏｄｉｎｇｈａｖｅｂｅｅｎｓｔｕｄｉｅｄ，ａｎａｌｙｚｅｄｉｔｓｏｗｎａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｄｉｓａｄｖａｎｔａｇｅｓ，ａｎｄ

多小区MU-MIMO系统中基于泄露干扰迫零的分布式块对角化预编码设计

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｓｉｄｅｒｓａｎｏｐｔｉｍａｌｐｒｅｃｏｄｉｎｇｄｅｓｉｇｎｆｏｒｍｕｌｔｉ，ｃｅｌｌｍｕｌｔｉ－ｕｓｅｒｍｕｌｔｉｐｌｅｉｎｐｕｔｍｕｈｉｐｌｅｏｕｔｐｕｔ（ＭＩ－
第２９卷第１１期２０１３年１１月
信号处理
ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ
Ｖｏｌ＿２９Ｎｏ．１１ＮＯＶ．２０１３
多小区ＭＵ— ＭＩＭＯ系统中基于泄露干扰迫零的分布式块对角化预编码设计
ＭＯ）ｎｅｔｗｏｒｋｓ．Ｉｔｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄｔｏｅｘｐａｎｄｂｌｏｃｋｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｏｆｓｉｎｇｌｅｃｅｌｌｉｎｔｏｍｕｌｔｉ — ｃｅｌｌｓｃｅｎａｒｉｏ．Ｃｏｎｓｉｄｅｉｒｎｇｔｈｅ
ＤｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄＰｒｅｃｏｄｉｎｇＤｅｓｉｇｎｉｎＭｕｌｔｉ — ｃｅｌｌＭｕｌｔｉ — ｕｓｅｒＭＩＭＯＮｅｔｗｏｒｋ
ｂａｓｅｄｏｎＬｅａｋａｇｅＺｅｒｏＦｏｒｃｉｎｇＢｌｏｃｋＤｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ

MIMO移动通信系统中的预编码技术研究的开题报告

MIMO移动通信系统中的预编码技术研究的开题报告一、研究背景MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技术被广泛应用在现代移动通信系统中，对于提高系统的容量、可靠性和性能等方面都起到了重要的作用。

预编码技术是在MIMO系统中实现高效数据传输的重要手段之一。

针对这一问题，本文选取预编码技术作为研究对象，旨在通过深入研究和探讨其应用，为MIMO移动通信系统的发展和优化提供理论基础和实践指导。

二、研究目的和意义在目前的移动通信系统中，预编码技术已经被广泛应用，然而，尽管预编码算法有着广泛的应用前景，但是相关研究仍然存在不足之处。

本文的研究目的是：通过对MIMO移动通信系统中预编码技术的深入研究，解决当前预编码技术存在的问题，优化预编码算法，提高MIMO移动通信系统的性能。

三、研究内容和方法本文将以MIMO移动通信系统中预编码技术的研究为主线，主要内容包括以下几个方面：1. 预编码技术的原理和方法，包括矩阵分解、信息论、优化算法和仿真等方面的理论分析和实践应用；2. 预编码技术在MIMO移动通信系统中的应用，包括提高系统容量、提高系统可靠性、减少误码率等方面；3. 针对当前预编码算法存在的问题，提出改进方案，发展新的预编码算法，包括基于机器学习的预编码算法；4. 仿真实验测试，比较不同预编码算法的性能表现，评估预编码算法的适用性和实用性。

本文将采用文献研究、理论分析和实验仿真等方法，对MIMO移动通信系统中的预编码技术进行深入探讨，提高预编码技术的应用和实践效果。

四、研究进展和计划目前，本文已经初步搜集了相关的文献和资料，深入分析了预编码技术在MIMO 移动通信系统中的应用，明确了研究的重点和难点。

未来，将继续深入研究预编码技术的优化算法、机器学习技术等方面，着重提升预编码技术在实际应用中的性能和表现，力争取得比较理想的研究成果。

基于预编码方案的多小区多用户MIMO系统干扰抑制研究

ｗ（Ｉ１ｗ
一１．）Ｈ乞表示第个基站和第Ｊ个基
站内第ｉ个移动台之间的Ｎ ×Ｎ信道矩阵，元其素为独立同分布零均值单位方差复高斯随机变量．
解决的关键问题是如何在发射机上设计一个预编码器来减少接收端干扰，而降低系统误码率．从
ｌ
当 “ 时ｆ一Ｊ ≠
ＬＫ
ｗ ∑ Ｈｗ，（）ｙ∑ ｆＨ）６
— ‘。。一。。
“＝ＪＪｉ时￡－
图１系统模型
Ｆｉ．１ＳｙｓｅＭｏｌｇｔｍｄｅ
式’ 锐中一
上Ｈ示阵共标表矩的轭
（）７
Ｗｏ — ａｇｍａ（ＧＩｒｘＳＬＮＲ一）
为１Ｂ时，码率对信噪比变化曲线．其中０ｄ误ＳＬＧＩＮＲ最大化方案在ＳＮＲ为２ｄＢ时就达到１０
的误码率，独立注水法方案和多用户波束成形预而
编码方案则要在ＳＮＲ为６ｄＢ和８ｄＢ时才能达到相同的误码率，别高出４ｄ分Ｂ和６ｄ．Ｂ图３当系统有３小区，是每小区３户且ＩＲ用Ｎ为１Ｂ时，码率对信噪比变化曲线．着使用０ｄ误随相同时隙和相同频率资源传输数据的小区和用户
ＧＩＬ — ＷＨＴＷ，Ｈ
式中，是第Ｊ个基站给本小区第ｉ移动台通信Ｔ个所产生的所有干扰信号与泄漏信号之和．其表达式

统一框架下协作MIMO系统预编码方案

炎键词：多输入多输出；预编码；多用户；协作文献标志码：Ａ中图分类号：ＴＮ９２９．５ｄｏｉ：１０．３７７８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００２ — ８３３１．１２０５ — ０３５６
ａｒｅｏｆｔｅｎａｄｏｐｔｅｄ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｓｉｎｇｌｅｔａｒｇｅｔｗｉｌｌｃａｕｓｅａｎｕｎｂａｌａｎｃｅｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｐｔｉｍｉｚｅｏｖｅｒａｌｌｓｙｓｔｅｍｐｅｒｆｏｒ —
Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１３，４９（１４）：８４－８７．
ห้องสมุดไป่ตู้
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＩｎｖｉｅｗｏｆｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅａｍｏｎｇｃｅｌｌｓａｎｄｕｓｅｒｓｉｎｃｏｏｐｅｒａｔｉｖｅＭＩＭＯｓｙｓｔｅｍ，ｐｒｅｃｏｄｉｎｇｓｃｈｅｍｅｓｂａｓｅｄｏｎａｃｒｉｔｅｒｉｏｎ
要：针对在协作ＭＩＭＯ系统中多小区及多用户间的干扰对系统性能的影响，一般都会基于某种设计准则进行预编码
处理，但是由于设计目标的单一性会导致系统性能的不均衡，为了优化系统的整体性能，均衡各种性能指标，提出了统一数学框架下的预编码方案，并基于凸优化理论借助拉格朗日方程给出了预编码矩阵的求解方法。经仿真证明，算法在目标函数的收敛速度以及系统容量方面具有一定的优势，表明了所提方案实施的可行性。

多用户MIMO系统中的预编码技术研究

ＨＨ（），得Ｈ： “ＨＨ使ＦＩ从将ｃＩ基端成立，而ｃ在站
全部消除；为功率控制因子，作用是使预编码矩阵满
一
用户数据。目前，按照基站对信号处理的结构划分，预
编码方法主要分为线性预编码和非线性预编码两大类；
般性，下文均假设＝。使用等价的实数模型比复数模型更易于实现，因此
按照对预编码矩阵的设计准则来划分，有迫零（ＺＦ）准则、最小化均方误差（ＭＭＳ准则、最小化误码率Ｅ）（ＭＢＥＲ）准则、最大化信干噪比（ＩＳＮＲ）准则以及最
这里把式（转化为等价的实数模型，即１）
ｙＨ＋＝ｘｎ（２）
其中的向量和矩阵分别由原复数向量和矩阵的实部
和虚部拆分而得。因此，等效实数模型中的向量和矩阵
取值范围将变为ｙＸｎ∈ ，，
收稿日期：２０年１月１日０９２１
２系统传输模型
具有根发送天线和个移动台的多用户ＭＩＭＯ下行链路系统传输模型为
ｙ＝ｃｎｃＨｘ＋。（１）
放在基站中完成，从而实现空分多址复用（ＭＡ）并ＳＤ
消除Ｃ。这在基站侧消除干扰的技术称为预编码或者ＣＩ
预均衡技术。
二
图中，ａ
畦
卜
是编矩预码
使得编码后的信号重新映射到输入信号的星座图上，从而限制发射信号的功率。实际中，实现串行干扰消除（Ｉ）的一种基本方法是对矩阵进行ＱＲ解，获得一ＳＣ分个下三角矩阵来实现串行反馈，图２出了基于ＱＲ分解给

mimo 波束成形预编码

mimo 波束成形预编码
MIMO（多输入多输出）是一种利用多个天线在发射端和接收端实现更高效通信的技术。

波束成形和预编码是MIMO技术中的两个重要方面。

波束成形是一种利用天线阵列形成指向特定方向的波束，从而提高信号质量和减少干扰的技术。

在MIMO系统中，通过调整天线阵列中各个天线的权重，可以形成指向目标用户的波束，从而提高信号强度和可靠性。

预编码是在MIMO系统中应用的一种技术，它通过在发射端对信号进行预处理，以提高信号的抗干扰能力和传输效率。

预编码可以通过多种算法实现，如线性预编码和贪婪预编码等。

在实际的MIMO系统中，波束成形和预编码通常会结合使用，以获得更好的系统性能。

例如，在某些MIMO系统中，可以使用波束成形技术来提高信号的定向性，然后使用预编码技术来进一步优化信号的质量和传输效率。

需要注意的是，MIMO系统中的波束成形和预编码技术都需要根据具体的系统参数和场景进行参数调整和优化。

因此在实际应用中，需要根据实际情况对系统参数进行合理的配置和选择。

多用户MIMO空分多址下行链路预编码算法研究

（ＯＲＢＦ）和迫零波束成形（ＺＦＢＦ）实现了每用户配置多天线的预编码方法。为了降低计算复杂度，提出了联合线性结合技术
的ＲＢＦ — ＺＦＢＦ的下行链路预编码方案。该方案利用ＯＲＢＦ确定初选用户，每个用户利用线性结合技术获得有效ＳＩＮＲ，所选用
ＮｏｉｓｅＲａｔｉｏ，ＳＩＮＲ）并反馈所选波束中的最高ＳＩＮＲ信息。假如有多个用户请求，基站将波束发送给具
有最大ＳＩＮＲ的用户。对于具有多个接收天线的用
多个用户同时通信时，ＭＩＭＯ可以大幅提高系统下行链路的和容量。脏纸编码（Ｄｉｒｔｙｐａｐｅｒｃｏｄｉｎｇ，ＤＰＣ）能有效地实现完美信道容量，但其计算复杂度
第１３卷
第１０期
２０１３年４月
科
学
技
术
与
工
程
Ｖｏ１．１３Ｎｏ．１０Ａｐｒ．２０１３
１６７ｌ一１８１５（２０１３）１０ — ２８４１ — ０４
ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
的开始，基站（Ｂａｓｅｓｔａｔｉｏｎ，ＢＳ）通过随机生成的多
１有限反馈系统模型
考虑多用户ＭＩＭＯ通信网络的下行链路，Ｂｓ配备个发射天线，Ｋ个用户，每个用户都有 Ⅳ个接

LTE系统中MIMO预编码技术研究

LTE系统中MIMO预编码技术研究姓名：周明指导老师：胡浪涛摘要：LTE是3G的演进，是3G到4G技术的一个过渡，在LTE协议中，改进并增强了3G的空中接口技术，并采用OFDM和MIMO作为其无线演进的唯一标准。

本论文首先简要介绍了OFDM技术和MIMO技术，然后对MIMO系统的预编码进行了重点介绍，同时仿真了不同反馈比特数下的迫零预编码算法，探讨了单用户的预编码技术与多用户的预编码技术。

关键词： LTE，MIMO，OFDM，预编码引言长期演进LTE项目是第三代移动通信技术（3G）的长期演进，要求提供比3G系统更高的频谱效率、传输效率和更低的传输延时，多输入多输出(MIMO)预编码技术通过在发送端对数据进行集中处理达到抑制或消除干扰、提高信道容量、降低接收端复杂度的目的，因此MIMO预编码技术已经成为LTE系统的关键技术之一。

预编码技术是有效抑制MIMO信道中的多用户干扰方法之一。

预编码通过利用信道的状态信息，在发射端调整发射策略，接收端进行均衡，从而提高MIMO系统的性能。

在多用户MIMO下行链路中，各个用户之间无法相互协作，不能利用上行链路的联合检测来恢复发射信号，因此预编码是多用户MIMO下行链路获得复用增益和分集增益的关键。

预编码技术可以分为基于码本的预编码方式和基于非码本的预编码方式，LTE系统同时支持这两种方式。

由于大多数预编码方案都需要在发送端已知当前的信道状态信息，但是因为反馈信道的开销十分昂贵，人们才提出基于码本的预编码方法。

基于码本的预编码方法要求发送端和接收端共享同一套码本集合，然后根据具体的信道状况从一个确定的矩阵集合中的选取一个使系统性能最优的矩阵，再将该矩阵在码本集合中的序号反馈给发送端。

这样的预编码方案使得反馈信道所需传输的数据量较小，大大的节约了成本。

而基于非码本的预编码方式的基本思想是在发送端已知信道信息或通过信道估计得到信道状态的情况下，对信道信息矩阵H进行适当的分解，进而得到相应的发射端预编码矩阵、接收端均衡矩阵和将MIMO信道变换成若干个独立子信道的等效信道矩阵。

多用户MIMO系统THP预编码研究

多输人多输出（Ｍ０）ＭＩ系统可以大幅提升数据传输逆的奇异值较大而发射符号矢量和奇异矢量有相同方向
速率，可同时提供发射分集和接收分集从而明显提高时．Ｔ一般较大。此时插入一个矢量扰动．用来控制功信号在衰落信道中的性能。预编码技术可以看成是一种预均衡技术，将ＶＢａｔ－ｓＬ率归一化因子Ｔ。矢量扰动编码方案Ｖ（ｅｔｒｅｔｂｔｎＰＰＶｃｏＰｒｒａｉ．Ｖ）对ｕｏ
技术前沿
ＴｃｎｏｒｅｈｏｌｇｙＦｏｗａｒｄＰｏｓｔｉｏｎｉ
多用户ＭＭＯＩ系统ＴＰＨ预编码研究
■ 华北电力大学杜娟鲍慧
摘
要
详细论述非线性预编码ＴＰＨ原理，并对其结构进行了分析、改进．进・步增加系统容量，
文献［］出了一种改进的方案。用ＺＦ则进行非４提准
则化信道逆中传输将信号强度弱的在ｆ差的规则化线性的收发联合处理。ＴＰ用于发送端进行非线性操Ｉｇ￣Ｈ应信道逆中传输。作，接收端应用ｚ进行线性处理。Ｚ准则应用于发送接ＦＦ
．
ＴＰ。Ｈ）
矩阵选取的思路是一样的。ＶＰ中反馈传送的是一个数
ｑ无电２１第期・线ｏ年ｌ国Ｉ６５
技术前沿
ＴｃｎｏｙＦｏｗａｒｓｔｅｈｏｌｇｒｄＰｏｉｏｎｉ

多用户MIMO系统预编码技术研究

多用户MIMO系统预编码技术研究多用户MIMO系统预编码技术研究随着无线通信技术的快速发展，多天线技术成为提高无线通信系统容量和性能的重要手段，而多输入多输出（MIMO）技术则是多天线技术的关键技术之一。

在MIMO系统中，通过使用多个天线进行传输和接收，可以同时传输多路信号，并利用信道的空间自由度来提高系统的数据传输速率和性能。

与此同时，预编码技术作为MIMO系统中的一种重要技术手段，可以有效地减小天线之间的干扰，提高系统的性能。

多用户MIMO系统是指多个用户同时使用同一频率进行通信的MIMO系统。

在传统的MIMO系统中，往往只有一个用户与基站进行通信，而多用户MIMO系统则允许多个用户同时进行数据传输，从而提高系统的容量和吞吐量。

然而，多用户MIMO系统中存在着用户之间的干扰问题，这极大地限制了系统的性能和传输效果。

预编码技术的引入可以有效地减小用户之间的干扰，提高系统的性能。

在多用户MIMO系统中，预编码技术主要包括线性预编码和非线性预编码两种方法。

线性预编码是一种较为简单和常用的预编码方法，它主要利用线性空时码来进行数据传输。

通过对用户之间的信号进行线性组合，可以减少用户之间的干扰，并提高系统的传输效果。

线性预编码技术的优点是实现相对简单，计算量较小，易于实现和部署。

但是，线性预编码技术的性能受限于信号之间的相关性，当用户之间的相关性较高时，线性预编码技术的优势可能会减少。

非线性预编码技术是近年来提出的一种新的预编码方法，它通过使用非线性空时码来进行数据传输。

相比于线性预编码技术，非线性预编码技术有更高的自由度，并且可以更好地减小用户之间的干扰，提高系统的传输速率和性能。

非线性预编码技术的主要优点是能够更好地适应不同的信号特性和信道状态，并且具有更好的抗干扰性能。

然而，非线性预编码技术的实现相对复杂，需要更大的计算量和复杂度。

除了线性预编码和非线性预编码技术之外，还有一些其他的预编码技术，如零干扰预编码（ZP）、零点对消预编码（ZCC）等。

MIMO通信系统中的信号检测与预编码技术研究

MIMO通信系统中的信号检测与预编码技术研究MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）通信系统是一种利用多个发射天线和接收天线来提高系统容量和抗干扰能力的通信技术。

在MIMO通信系统中，信号检测和预编码技术是关键的研究方向，它们可以显著提高系统的性能。

信号检测是指接收端利用接收到的信号对发送的信号进行估计和恢复的过程。

由于传输信道的复杂性，接收端可能会接收到多个发射端发送的叠加信号。

传统的单输入单输出（SISO）通信系统中，信号检测是相对较为简单的，常用的方法有最大似然检测（MLD）和线性检测（LD）。

然而，在MIMO系统中，由于存在多个发射端和接收端之间的信道耦合，传统的信号检测方法无法直接应用。

MIMO系统中的信号检测通常使用复杂度较高的检测算法，其中最常用的是基于贝叶斯准则的检测算法。

最大后验概率（MAP）检测是一种常见的基于贝叶斯准则的检测算法，但其复杂度较高，不适用于实时的通信系统。

因此，研究者们提出了许多针对MIMO系统的低复杂度检测算法，如线性检测方法中的最小均方误差（MMSE）检测、迭代检测算法如迭代干扰消除（IC）和迭代信号干扰取消（ISIC）等。

预编码技术是指在发送端对待发送的数据进行编码处理以改善系统容量和抗干扰能力的过程。

预编码技术可以通过其转移矩阵改变发送信号的功率和相位分布，以提高系统的性能。

常见的预编码技术有零空间预编码（Zero-forcing）和最小平均传输功率（Minimum Mean Square Error，MMSE）预编码等。

零空间预编码是一种无失真的预编码技术，它可以通过将数据信号分配到不同的发射天线上来降低信道的相关性，从而减少多路径衰落产生的码间干扰。

然而，零空间预编码对发射天线的数量有一定的限制，当发射天线数量大于接收天线数量时，零空间预编码无法利用全部的发射天线。

相比之下，MMSE预编码通过考虑信道状态信息（Channel State Information，CSI）来优化发送信号的功率和相位分布，从而使接收天线能够更好地恢复发送的信号。

MIMO系统中预编码技术的研究的开题报告

MIMO系统中预编码技术的研究的开题报告1. 研究背景随着无线通信技术的快速发展，MIMO（多输入多输出）系统作为一种重要的无线通信技术，得到了广泛的应用。

MIMO系统通过多个天线间的信号传输与接收，提高了系统的信道容量和信号质量，并可以应对多径衰落等问题，因此在现代通信系统中被广泛应用。

然而，MIMO系统中信道矩阵往往是不确定的，这就给信号传输和接收带来了一定的难度，影响了系统的通信性能。

因此，研究预编码技术对MIMO系统的通信性能的提升具有重要的理论和实际意义。

2. 研究目的本研究旨在深入剖析预编码技术的原理和应用，探究预编码技术在MIMO系统中提高通信性能的机制，研究预编码技术对信道矩阵不确定性的适应性以及MIMO系统中基于预编码技术的多用户通信的实现方法。

3. 研究内容（1）预编码技术的原理和分类通过剖析预编码技术的原理和分类，对预编码技术的应用场景进行分类分析，为后续的研究打下基础。

（2）预编码技术在MIMO系统中的应用通过MIMO系统场景的建模和仿真实验，研究预编码技术在MIMO 系统中的应用，探究预编码技术对系统信道容量和信号质量的改善。

（3）预编码技术在不确定信道情况下的适应性研究研究预编码技术在不确定信道情况下的适应性，探究预编码技术的变化与信道矩阵参数的关系，为系统运行自适应预编码提供理论依据。

（4）基于预编码技术的多用户通信研究研究基于预编码技术的多用户通信方法，探究多用户预编码与用户选择、数据传输等因素的关系，并在仿真实验中加以验证。

4. 研究意义本研究可以深入探究预编码技术在MIMO系统中的应用，研究预编码技术对系统信号质量和容量的提升机制，有助于提高MIMO系统的通信性能，并为未来基于MIMO系统的通信技术发展提供理论支持。

同时，研究预编码技术在不确定信道情况下的适应性以及基于预编码技术的多用户通信方法，有助于构建更加灵活、高效、可靠的通信系统，推动通信技术的发展。

5. 研究方法本研究采用文献调研和仿真实验相结合的方法，通过对国内外学术论文和权威专著的综合分析，对预编码技术的原理、分类、应用场景以及MIMO系统的仿真建模等进行全面的理论研究。

下行多用户MIMO系统中基于SLNR的预编码算法研究的开题报告

下行多用户MIMO系统中基于SLNR的预编码算法研究的开题报告一、研究背景随着通信技术的不断发展和社会的不断进步，对于无线通信系统的要求也越来越高。

为了满足人们对于高速、高质量无线通信的需求，多天线技术得到了广泛应用。

多天线技术可以提高无线信道的可靠性和传输速率，尤其是当使用多天线在下行链路发送数据时。

因此，多天线技术被广泛应用于各种通信系统中。

在多天线系统中，预编码技术在传输端起着重要的作用，可以在下行链路中通过多天线同时向多个用户传输数据，这种技术被称为下行多用户MIMO系统。

目前，根据不同的信道状态信息，常用的预编码技术有最大比例传输（MRT）、零点水平（ZF）和最小平均误差（MMSE）等。

然而，在实际的下行多用户MIMO系统中，单独使用上述预编码技术无法有效减少多用户之间的干扰。

研究表明，使用基于逆信噪比（SLNR）的预编码算法可以大大降低多用户之间的干扰，并提高系统的信噪比（SNR），从而提高系统的性能。

因此，本研究将在下行多用户MIMO系统中研究基于SLNR的预编码算法，旨在提出一种更加优秀的下行多用户MIMO系统的预编码算法，以获得更高的系统性能。

二、研究目的本研究的主要目的是研究在下行多用户MIMO系统中基于SLNR的预编码算法，以提高系统的性能。

具体目标如下：1. 调研和总结现有的下行多用户MIMO系统中的预编码技术，分析其优缺点和适用范围；2. 研究基于逆信噪比的预编码算法的原理和实现方法；3. 设计和实现基于SLNR的预编码算法；4. 使用MATLAB等相关软件对本研究所提出的算法进行仿真，分析其性能与现有预编码算法的比较。

三、研究内容（1）预编码技术的调研分析本部分将调研和总结现有的下行多用户MIMO系统中的预编码技术，分析其特点、优缺点和适用范围。

主要内容包括：最大比例传输（MRT）、ZF预编码、MMSE预编码以及基于SLNR的预编码算法。

（2）基于SLNR的预编码算法的原理和实现方法本研究将重点研究基于SLNR的预编码技术，探究其原理和实现方法，包括信道状态信息（CSI）的获取、逆矩阵的计算、SLNR权重的计算以及预编码矩阵的计算等。