MIMO广播信道中的预编码和功率分配方法的研究

摘要

多用户MIMO下行链路中，基站同时同频向多个用户发送数据，通常认为不同用户之间是没有协调性的，随之带来的问题是MIMO系统如何消除用户之间的共信道干扰。当基站知道信道状态信息时，可以在发射端估计到各用户干扰的具体形式，如此便可以根据信道状态信息采用适当的预编码技术，来消除或减弱用户之间的共信道干扰，进一步提高整个多用户MIMO下行链路系统的性能。本文主要研究基于相关旋转（CR）预编码算法的各种功率分配算法，此外，在信道逆（CI）预编码算法基础上提出了发端中断预处理技术，并对基于以上各种算法的MIMO多用户下行链路系统进行了仿真和分析。本文主要内容如下：
　　1、介绍了多用户MIMO下行链路中信道逆（CI）和相关旋转（CR）两种预编码算法的基本原理以及各自算法的主要特点。通过对这两种算法的性能进行仿真分析，可以看出相对于CI算法来说，CR算法对系统的性能提升有很大帮助，但在某些信道实现下却出现误码率性能恶化现象。
　　2、分析了CR算法性能恶化现象的原因，并基于推导的SINR表达式，提出两种针对CR预编码的功率分配算法：最小化平均SER的功率分配算法（PL算法）和最大化用户最小信干噪比的功率分配算法（MAXMIN算法），并比较了他们的误码率性能和算法复杂度。仿真表明PL功率分配算法和MAXMIN功率分配算法均可以避免系统误码率恶化现象，提高系统性能。
　　3、在CI预编码算法基础上，提出一种发端中断预处理算法。仿真结果表明，发端中断预处理技术避免了差信道的信息传输，从而提升了系统误码率性能。