理论教育 多用户MIMO传输技术优化

多用户MIMO传输技术优化

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:然而,如果多根天线必须在两端都使用,在MT和BS之间实现一个MIMO的连接不是一件容易的事情。在参考文献[Piet02]和[PSTL03b]中,多用户MIMO传输系统引入了离散时间传递矩阵模型。最后,在MIMO系统中,离散时间传递矩阵用于估计一些经典的MUD技术的性能。如图3.31所示,对于匹配滤波器法,由于复杂度的原因,用户2不予考虑联合检测。图3.31 宽带传输:对于所有MF曲线,忽略用户2;而对于所有的PMF曲线,用户2被联合检测抑制;ML检测不包括用户2

多用户MIMO传输技术优化

SDMA是一个解决方案在使用联合检测或者联合传输方案的多个用户之间实现资源共享。然而,如果多根天线必须在两端都使用,在MT和BS之间实现一个MIMO的连接不是一件容易的事情。解决办法是在BS端使用多根天线,并考虑作为多天线系统的天线的每一个发射机。

可以引入一个概念:为了减少上行信道中不同信道之间的相关性,服务区的概念被引入。BS被分成了几个区,而且作为MIMO的配置在几个BS和MT之间的连接被考虑。在参考文献[SWCH02]和[WSLW03]中,这一概念应用到OFDM系统。联合检测和传输被采用来减少区域内和区域间的MAI。

如果有多根天线被用来区分用户,经典的MUD可以在接收端实现。我们提出了一个模型来评价这样的一个系统和一些传统的MUD的性能,最终由于复杂度,排除了多用户检测过程中的一些用户。

在参考文献[Piet02]和[PSTL03b]中,多用户MIMO传输系统引入了离散时间传递矩阵模型。该模型包括相关干扰和噪声,并允许对用户的灵活处理,这些用户可能会或不会包含在联合检测过程中。在矩阵传递模型的基础上,传统的MAU是适应多用户MIMO的情况。

我们考虑发射天线nt和接收天线nr天线的一个系统,前者包括不感兴趣的天线,即排除在联合检测过程之外。接收到的信号可以表示为(见参考文献[PSTL03b])

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式中,gt)为接收到的信号,它可以分为m个希望用户分量g[1,m](t)和不希望的分量978-7-111-35072-9-Chapter03-163.jpg;nt)是热噪声分量。

要排除不想要的用户,我们基本上需要一个接收滤波器,能最大限度地提高有用信号分量,同时尽量减少传输干扰。通过预白化滤波器可以在信干比和信噪比方面取得最佳的效果。我们介绍了干扰和噪声的相关矩阵(H表示复共轭转置):

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预白化滤波器的冲激响应可以从相关滤波器和传输滤波器和信道的表达式中获得。我们最终可以推导出在时间t=kTS离散时间矩阵传输模式:(www.daowen.com)

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ynk}和nk)表示干扰发射机和热噪声的贡献。r[1,m](k)决定了干扰和噪声的相关性:

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式中,v[1,m](t)表示发送滤波器模型和信道模型相关的量。

然而,这个复杂的表示是只对固有噪声唯一适合。干扰发射机的统计特性决定适当的条件是否满足。它们依靠符号字母,例如,二进制相移键控字母符号不符合适当条件。更一般的实值符号可以被引进和使用任何类型的符号字母。这个新的符号也适用于空时分组码,其中由于复杂的共轭操作没有复值存在在r[1,m](k)中(见参考文献[PSTL03b])。

最后,在MIMO系统中,离散时间传递矩阵用于估计一些经典的MUD技术的性能。通过预白化的方式评估了从联合检测排除一些用户的影响。在仿真中,两个用户使用两根全方位天线;接收机配置有4根全方位天线,并且在200MHz的频段考虑采用2.4GHz的载波频率。如图3.31所示,对于匹配滤波器法,由于复杂度的原因,用户2不予考虑联合检测。这将导致不可接受的性能。另一方面,当用户2关闭时使用预白化滤波和最大似然检测的用户1的性能和使用最大似然检测的用户1的性能非常接近。从联合检测排除一些用户的性能损失相当小,但是会带来复杂度的增加。

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图3.31 宽带传输:对于所有MF曲线,忽略用户2;而对于所有的PMF曲线,用户2被联合检测抑制;ML检测不包括用户2

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