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【6h】

MIMO-OFDM系统中预编码与接收联合优化算法研究

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摘要

众所周知，在基于MIMO-OFDM的LTE网络中，小区内用户的有用信息由不同的子载波来承载，因此，小区间干扰(ICI)便成为了一个不能回避的问题。另外，OFDM技术对载波偏移相当敏感，循环前缀CP的长度至少都需要大于无线信道的最大时延扩展或/和信道冲击响应CIR(channel impulse response)的长度相等，当最大时延扩展超出了CP可以解决的范围时，还会引入严重的符号间干扰(ISI)。本文主要对MIMO-OFDM系统中的预编码与接收联合优化算法进行了研究，探索了在多小区环境中如何更好地抑制或消除小区间干扰，以提高系统的传输性能。
　　 首先，建立单小区LTE物理层下行链路的仿真模型，考虑噪声等因素对信道的影响，尽量贴近信道的实际情况。后续的仿真和性能分析都是基于该模型。
　　 针对在无线多径时变衰落信道中进行信号传输，多径时延的影响会造成符号间干扰(ISI)，严重影响数字信号的传输质量，传统的解决方案是在发送端插入保护间隔即循环前缀(CP)，这样降低了带宽效率。本文给出了MIMO-OFDM系统中发送调制矩阵的构造，通过引入记忆特性和符号反馈，设计了一种新的时域预编码，利用该预编码取代传统的CP，将线性卷积转变成循环卷积，以达到与CP在具有CP的OFDM(CP-OFDM)系统中同样的效果。仿真结果显示，与CP-OFDM系统相比较，其误码性能仅有很小的下降，但是，由于不需要发送CP信号，消除了冗余，带宽效率大大提高。
　　 在使用分数频率复用(FFR)和干扰受限的多小区MIMO-OFDM蜂窝系统下行链路，小区间干扰(ICI)十分严重。首先，基于接收机本地可以用的信道状态信息(CSI)，本文给出了一种分布式、低系统开销的线性预编码，以完全消除小区间干扰。当该预编码给小区边缘用户带来性能的显著提升的同时，也会导致干扰基站所在小区内的用户信道增益一定程度的损失，为此提出了一种新的平衡算法，以帮助邻近基站在对自己小区的用户进行波束成形的同时，能够对非目的用户所造成的干扰最小。仿真结果表明，新的干扰安排方案不仅可以显著的提高小区边缘用户的性能，同时对小区内用户所造成的性能影响下降到最小。

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