TDD MIMO信道非互易性补偿算法研究

论文摘要

为实现高速无线数据传输,MIMO技术作为一种有效的手段得到了广泛的研究,并被新一代无线通信系统所采用。基于时分双工（TDD）技术的MIMO系统可以利用上下行信道的互易性,使得基站能够直接基于检测到的上行信道状态信息制定下行发射预处理策略,而不需要额外的反馈开销。但是信道估计不准确及射频器件的非理想特性将导致信道互易性的丧失,使TDD系统的优势无法发挥。本文分析了由信道估计不准确及I/Q不平衡对TDD-MIMO信道互易性的影响,在此基础上提出了一种基于时域截短的信道估计算法及对IQ不平衡的补偿算法,并在两发两收的TDD-MIMO系统中进行了仿真分析。本文主要内容如下:1.研究了TDD-MIMO系统中的多种信道估计方法,分析了由于信道估计误差造成的TDD-MIMO系统容量损失,并提出一种基于时域截短的信道估计方法,仿真结果表明,该方法具有复杂度低及显著性改善性能的优点;2.建立了仅接收端存在I/Q不平衡时MIMO系统等效信道模型,通过容量分析和仿真研究了I/Q不平衡带来的TDD-MIMO信道互易性损失,并通过信道估计对仅接收端存在I/Q不平衡的情况进行补偿,能够有效地补偿I/Q不平衡造成的信道互易性损失;3.推导了收、发端都存在I/Q不平衡时MIMO系统等效信道模型,通过容量分析和仿真,表明I/Q不平衡会带来明显的TDD-MIMO信道互易性损失,分别对已知I/Q不平衡参数及未知参数两种情况下造成的TDD-MIMO信道互易性损失出补偿方法,仿真结果表明,这些算法能够有效地补偿信道互易性损失,显著地改善了系统误码率和容量性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 IMT-Advanced的发展状况
• 1.2 TDD-MIMO系统的信道互易性
• 1.3 研究目的及意义
• 1.4 本文内容安排
• 第二章 MIMO-OFDM系统原理
• 2.1 OFDM技术
• 2.2 MIMO系统
• 2.2.1 MIMO技术特点
• 2.2.2 MIMO信道模型及容量分析
• 2.2.3 MIMO系统的应用
• 2.3 MIMO-OFDM系统模型
• 2.4 采用预编码的TDD-MIMO系统模型
• 2.5 本章小结
• 第三章 基于时域截短的MIMO-OFDM系统信道估计算法
• 3.1 OFDM系统信道估计方法
• 3.1.1 导频方式
• 3.1.2 估计方法
• 3.1.3 插值方法
• 3.2 常规MIMO-OFDM系统信道估计方法
• 3.3 基于时域截短的信道估计算法
• 3.4 仿真分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 收端I/Q不平衡对TDD MIMO信道互易性的影响及补偿方法
• 4.1 收端存在I/Q不平衡的系统模型
• 4.1.1 收端存在I/Q不平衡的SISO系统模型及补偿方法
• 4.1.2 收端存在I/Q不平衡的MIMO系统模型
• 4.2 收端I/Q不平衡对TDD MIMO信道互易性的影响
• 4.3 收端存在I/Q不平衡时TDD MIMO信道非互易补偿方法
• 4.4 本章小结
• 第五章 收发端I/Q不平衡对TDD MIMO信道互易性的影响及补偿方法
• 5.1 收发端存在I/Q不平衡的TDD MIMO系统模型及对信道互易性的影响
• 5.1.1 SISO时发端I/Q不平衡模型
• 5.1.2 收发端存在I/Q不平衡的TDD MIMO系统模型
• 5.1.3 收发端存在I/Q不平衡对TDD MIMO系统性能的影响
• 5.2 收发端存在I/Q不平衡时TDD MIMO信道非互易补偿方法
• 5.2.1 基于I/Q不平衡参数已知的补偿方法
• 5.2.2 基于信道估计的补偿方法
• 5.3 本章小结
• 总结
• 致谢
• 参考文献