闭环V-BLAST系统中自适应调制技术的研究

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移动通信频谱资源的有限性决定了未来的移动通信必须采用高频谱效率来支持高速率数据和多媒体业务的传输。贝尔实验室垂直分层空时结构(V-BLAST)实现了较高的频谱利用率,在V-BLAST中引入自适应调制技术就形成闭环V-BLAST,能进一步提高V-BLAST的性能。自适应调制是一项关键技术,其基本工作原理是在接收端检测当前信道衰落状况并将信道状态信息(CSI)反馈回发射端,发射端根据反馈回来的CSI来选择发射天线,并调整发射天线上的发射功率和调制方式等参数,从而使系统的发射总功率、频谱效率和误比特率等性能达到令人满意的程度。 本文首先简要回顾移动通信系统和自适应传输技术产生的背景、分类和历史发展,然后引入MIMO信道模型,接着对V-BLAST进行了探讨,并在不同的仿真条件下对V-BLAST进行性能仿真。 随后在V-BLAST中引入自适应调制技术,对产生的闭环V-BLAST进行了分类和分析并研究分析了最佳功率、速率和误比特率自适应V-BLAST。 接下来,本文将闭环V-BLAST中发射天线的选择和每根天线上的功率及速率控制结合在一起,得到一种基于固定系统频谱效率下最小误比特率(BER)或最小总发射功率的新反馈准则,考虑到系统的复杂度,本文在新反馈准则的基础上又提出了一种半盲功率分配方案,在保证系统性能没有明显损失的前提下,大大降低了系统的复杂度。 相应的检测方法本文考虑用ZF-SIC(迫零均衡去干扰)检测。考虑到实用的方面,本文给出一种低复杂度的近似最优快速算法。 最后本文分别在不同的天线数目下和不同的频谱效率下对开环和闭环V-BLAST进行了性能仿真和对比分析,仿真结果表明,基于新反馈准则的闭环V-BLAST在性能上显著超出传统的开环V-BLAST; 同时,仿真结果也表明,可以考虑联合调整多个参数来灵活优化系统的误比特性能。 本文最后指出闭环V-BLAST研究中尚需解决的问题和进一步研究的方向。
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