基于能量效率的MIMO下行联合传输算法性能研究

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目前许多文献研究了多用户MIMO下行联合传输(JT)技术,并证明JT技术能大大的简化接收端的检测算法复杂度。但对于多用户MIMO系统联合传输技术发送端算法的性能分析较少从能量效率和传输效率的角度考虑,而能量效率和传输效率是较为重要的性能指标。面向接收端的JT发送端调制算法主要分为线性和非线性两类,在这些线性算法中主要有TxMF,TxMMSE和TxZF等三种,但发送端线性调制算法一般具有较大的能量增益,使小区间的多址干扰增大,直接影响系统的容量。因此研究能量效率,分析和比较各种联合传输技术发送端算法的能量效率和传输效率性能,并在此基础上寻求能量效率和传输效率高的算法或改进已有的算法是非常重要的。   本文研究多用户MIMO下行JT算法的能量效率和传输效率。首先给出了多用户MIMO下行链路模型,并在此基础上推导出了数据检测算法和调制算法,同时就TD-SCDMA系统应用环境进行了仿真和分析。其次修正了能量效率的计算公式,使其适应本文的多用户MIMO下行联合传输技术,并讨论了多用户MIMO下行联合传输技术发送端各种调制算法的能量效率性能。然后,以能量效率最高的TxMF为参照,具体分析了TxZF的传输效率和发送能量,可看出TxZF是以提高发送能量为代价提高误码率性能的。最后,本文还研究了具有低发送能量的TxNZF算法的能量效率、传输效率和误码率性能,证明这种算法不仅能提高能量效率,也保证了较好的误码率性能。这些结果对多用户MIMO下行链路中JT算法的选择和实际应用具有重要参考价值。
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