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多输入多输出技术通过在发送端和接收端配置多根天线,不但能够获取空间复用增益和空间分集增益,而且能够实现空分多址,因此,被3GPP等多个国际标准组织所接纳,将其作为下一代移动通信标准3GPP LTE无线移动通信空中接口物理层的关键技术。考虑到实际MIMO信道的时变多径衰落特性,为了进一步保证传输的可靠性和提高系统性能,LTE系统在发送端采用预编码技术,而预编码技术的实现通常要依赖于来自接收端的信道状态信息。但是,LTE系统中子载波数目相对较大,对每一子载波均实现CSI反馈是不现实的。因此,本论文以MIMO系统中有限反馈技术为主要研究重点,主要内容如下:
首先,对无线MIMO系统有限反馈基础知识进行分析,具体包括无线信道特性所决定的信道状态信息,以及信道状态信息获取方式;在此基础上对预编码技术及编码矩阵选取准则进行分析。
其次,针对单用户MIMO系统,通常是在所有子载波内只对第一个子载波进行全码本搜索,其余子载波均在上一子载波的预编码矩阵的邻域内选择。由于信道量化误差的存在,每次搜索过程均会有误差的存在,这样的搜索会造成误差的累积。鉴于这种情况,给出一种利用频率相关性来减小反馈量的改进的有限反馈算法。该算法通过对子载波进行分簇,然后对每个簇内的第一个子载波进行全码本反馈,其余子载波在上一子载波所选取的最优预编码矩阵的邻域内搜索。研究表明给出的算法可以减少反馈量和改善误码率性能。
最后,针对多用户MIMO系统中,考虑到信道信息在时域和频域的相关性,论文利用时域和频域的冗余来压缩计算量,通过资源块的部分信道状态信息均值用于预编码的选择。另外,运用递归算法来压缩反馈量时,由于信道时变性会导致误差累积和扩散,论文给出了基于部分信道均值的时域反馈算法。研究表明给出的算法在保证系统误码率性能的同时可以有效地减小反馈量和计算量。