MIMO通信系统预编码技术研究与应用

“MIMO移动通信系统中的预编码技术研究” 这篇硕士学位论文由张博撰写，专注于MIMO（多输入多输出）通信系统中的预编码技术。预编码是一种关键的信号处理技术，利用发射端的信道状态信息来预先处理发送符号，以提升系统容量或降低误码率。预编码在IEEE 802.16e和3GPP等标准中已有应用，特别是在MIMO系统中，因其能显著提升数据传输速率而备受关注。 MIMO系统的优势在于其信道容量与发射和接收端的最小天线数量成正比，这使其成为第三代后（B3G）通信技术的核心。MIMO系统主要分为两大类技术：空时分组码和空间复用码。空时分组码通过增加系统的分集增益提高传输的可靠性，而空间复用码则通过提升复用增益来提高传输效率。 预编码技术在这些应用中各有不同策略。根据与空间编码的结合方式，可分为联合空时分组码的预编码和联合空间复用码的预编码。此外，根据对MIMO信道矩阵的处理方式，又可以分为基于SVD（奇异值分解）的预编码和基于GMD（广义矩阵分解）的预编码。考虑到频谱资源的珍贵，基于信道统计信息的预编码技术也得到了发展，特别是反馈码本的预编码成为研究焦点。 论文的主要工作和创新点包括： 1. 第一章阐述了研究背景，提供了问题的上下文。 2. 第二章详细介绍了MIMO系统的信道模型、系统容量基础，以及空时分组码和空间复用码的基本概念，为后续讨论预编码技术铺垫。 3. 第三章总结了现有的各种MIMO预编码技术，重点分析了广泛应用的SVD预编码和GMD预编码。通过比较两者在容量和误码率性能，发现GMD预编码在性能上优于SVD预编码。 4. 第四章探讨了基于码本设计的预编码技术，提出了一个创新点——基于GMD预编码的双码本设计方法。通过理论分析和MATLAB仿真，证明了当空间信道秩为3，码本反馈量为5比特时，该方法的误码率接近于反馈全部信道状态信息的GMD预编码的误码率，仅相差约1dB。 这篇论文不仅全面回顾了MIMO预编码的现有技术，还提出了一种新的预编码策略，为优化MIMO系统的性能提供了有价值的见解。