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官方网站|无线通信系统中的闭环MIMO技术综述
来源:英雄联盟s10竞猜    发布时间:2021-02-09 17:33:52

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英雄联盟s10竞猜网址|多输入多输出技术是下一代无线通信的关键技术之一。本文主要讨论需要进一步提高多天线系统容量的闭环多输入多输出技术,即带对系统的多输入多输出系统。

系统的信道信息不仅可以提高单个链路的传输性能,还可以优化多个用户之间的调度问题。我们得到了几种可能用于未来无线通信系统的闭环多输入多输出方案,包括奇异值分解和基于码本的预编码技术,并对它们的性能进行了分析和比较。建模结果表明,闭环多输入多输出技术将有效提高通信系统的性能。

第一章多输入多输出(MIMO)技术利用多起飞和接收天线是下一代无线通信的关键技术之一,可以有效利用随机衰落和可能不存在的多径传播来提高传输速率。3G-LTE和WiMAX系统都是利用MIMO技术来提高性能的,IEEE802.16e和WCDMA产品已经搭建了MIMO系统的功能。多输入多输出系统的发射方案主要分为两种:最大化传输速率的空间复用(SM)和最大化冗余增益的空间时间编码(STC)。空间适配主要基于不同天线升空且相互独立的国家的信号,如BLAST算法。

机器时间编码,如STBC和STTC,可以获得冗余增益,但不能提高数据速率。在上述两种方案的提离端不需要信道信息(CSI),称为开环MIMO系统。

在信道快速变化的情况下,如大城市的室内环境和移动终端服务,闭环多输入多输出系统需要进一步提高系统性能。闭环多输入多输出系统是接收机将信道信息反馈给发射终端,然后对传输数据进行实数编码、波束形成或天线自由选择的一种操作。闭环MIMO可分为单对系统和部分对系统。

只有成对系统将所有频道信息反馈给发射终端。在实际系统中,由于系统链路的空闲系统开销,通常使用部分对系统技术。

比如系统信道统计数据的特征值、SVD分解值、基于码本的码字序号等。构成了性能和复杂性之间的权衡。

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在移动通信系统中,多径和多径时延扩展是移动通信中不存在的主要问题。多径传播会造成信号严重退化,延迟扩展会造成码间阻塞,不会严重影响通信链路质量。为了解决无线信道的衰落,正交频分复用技术也被引入下一代无线通信系统,并与多输入多输出技术相结合,构成了下一代无线通信技术物理层的核心技术。本文主要讨论闭环多输入多输出技术。

我们得到了基于奇异值分解和码本的典型实数编码方案,并比较了它们的复杂度和性能。最后,我们得到了建模结果,并讨论了它们在下一代无线通信网络中的应用。

2系统模型如图1右图所示,具有Nt个起飞天线和Nr个起飞天线的MIMO系统模型可以如下响应:y=Hs n(1),其中yCNr1、sCNt1和nCNr1分别响应起飞符号、起飞符号和加性高斯噪声序列,HCNrNt为信道矩阵。图1MIMO系统结构图如果在发射端信道H的信息未知,可以对信道进行实编码(波束形成)以达到更好的传输性能。信道信息可以由系统的接收端获取,或者发送到发射端的训练序列。这是闭环多输入多输出系统,其总体结构如图2,右图,图2,闭环多输入多输出系统结构图。

闭环多输入多输出系统提离端的实编码处理是通过将实编码矩阵P和提离数据相加来构造的:y=HPs n(2)=(HP)-1y提离端可以获得精确的信道信息时,通过分解信道矩阵的未解释值(SVD)得到m(Mr=uhy=uh(HVS N)=uh(UDVH)vsuhn=dsuhn(3)r=dsuhn=d-1r,可以得到最佳的传输模式。图3闭环MIMOSVD结构图,其中U和V为预处理垫 3闭环MIMO技术分析3.1基于码本的预编码技术在实际通信系统中,系统信道信息不会有空闲的资源,在慢衰落信道中,系统信息的效率和准确性会被拒绝,因此更适合使用部分系统方法。

最典型的部分对系统方案还包括基于码本的预编码、基于统计数据的预编码等。在接收到训练序列之后,接收机集中于来自一系列码字的最佳预编码矩阵,并将其序列号和信道信噪比信息反馈给发射终端。

码书的结构和自由选择是实数编码技术的首要问题。码本是对实数编码矩阵的拟合分析,码本的大小和码字间的距离影响实数编码的性能。典型的码本结构还包括格拉斯曼方法和矢量码字结构方法。前者是使给定的两个码字之间的欧氏距离仅次于所需高斯流形的欧氏距离,后者是使用正交矩阵展开结构,如FFT、DCT、Harmard矩阵。

前者属于不规则码字,两个码字之间存在障碍,后者给出两个码字之间的互向量。3.2基于SVD分解的预编码技术。

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SVD分解等于多用户系统通过虚拟世界的m(m3.3)预编码技术。随着多输入多输出技术的成熟,多用户多输入多输出技术也将被应用到实际的无线通信系统中。

它通常应用于多用户冗余传输和接收天线的多个移动站的多用户检测,以便最大化系统的吞吐量。实编码(波束形成)方法不自由选择信噪比最低的用户,使得不同用户之间的障碍大于。与点对点系统相比,基站不仅要处理不同移动台对系统的信道信息,还要给出不同用户之间的预编码扩展矩阵,以获得最佳的数据传输。

对于根据信道信息使用的这些预编码(波束形成)方案,提升和接管机制的优化标准还包括:(1)信道信息(CSI)误差;(2)系统信息(码本)设计;(3)系统信息优化策略(自由选择码本)。4为了测试实数编码的效果,我们使用ITU信道模型(行走a,3km/h),将起飞天线数设为2,接收天线数设为2,调制方式设为64QAM,使用1/2卷积编码。起飞天线和接收天线的相关系数分别为0.2和0,信道为衰落瑞利信道模型。

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假设天线之间的信道彼此独立。基于不成对系统、SVD预编码对系统和理想对系统的STC机时编码的误包率曲线如图4右图所示。从图中可以看出,闭环MIMO系统高于开环系统,基于SVD的和编码系统高于带码本的预编码系统。

图4闭环和开环多输入多输出系统的性能比较5结论从上述讨论和建模结果可以看出,闭环多输入多输出技术是未来移动通信中的一种潜在技术。随着多输入多输出技术在蜂窝网络中的应用越来越成熟,多输入多输出技术的研究正从单用户点对点环境扩展到多用户多输入多输出系统。

多用户多输入多输出的闭环解决方案也是3GLTE和WiMAX系统的研究热点之一。最罕见的解决方案包括块对角化、大规模线性规划、波束形成和机器时间编码的融合,以避免多用户之间的障碍。对于闭环MIMO-OFDM系统,如果每个子载波需要扩展信道信息反馈,那么系统链路上的开销很小。

如何设计和增加系统的数据量也是多输入多输出正交频分复用系统的研究热点之一。:英雄联盟s10竞猜网址。

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