MIMO-OFDM有限反馈系统中波束形成技术的研究

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在MIMO-OFDM系统中,发送波束形成和接收合并技术可以有效地对抗频率选择性衰落。在发送端未知信道状态信息的情况下,接收端要为系统内所有子载波计算最优波束形成矢量并发回发送端。反馈比特数与子信道的数量成正比,由于反向信道的传输速率较低,想要在短时间内将所有比特信息反馈到发送端是不现实的,因此本文围绕如何减少MIMO-OFDM系统的反馈量进行了深入的研究。   本文首先研究了MIMO系统中一种基于码本的波束形成算法,该算法根据格拉斯曼准则为系统设计好码本,接收端仅将最优波束矢量在码本中对应的标号传回发送端;对采用格拉斯曼波束形成的各种发送技术的性能进行了分析和比较。随后,本文将这种量化方案引入了MIMO-OFDM系统,研究了分簇波束形成算法,该算法虽然需要的反馈量极少,但算法性能却有较大的损失。在此基础上,进一步研究了线性插值波束形成算法,运用反馈信息为子载波重建波束矢量,通过仿真和理论分析验证了该算法能够在降低的反馈量的同时尽可能地减小对误码率的影响,且便于灵活地在反馈量和误码率之间取得平衡。最后针对线性插值算法的不足,提出了非线性插值改进方案,减小了插值对波束矢量的影响。仿真结果显示,改进的算法具有更好的性能。
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