MIMO系统有限反馈预编码和码本设计研究(2)
4 优化检测算法在有限反馈预编码中的应用 . 29
4.1 串行干扰检测算法 29
4.2 基于格基规约的检测算法 30
4.3 仿真结果与分析 .. 33
4.4 本章小结 .. 37
结 论.. 38
致 谢.. 39
参 考 文 献 40
1.1 研究背景
现代，层出不穷的移动通信产品不断冲击着传统有线通信在信息传输中的地位，
而无线通信由于打破了地域的限制而大放异彩。但是，无线通信也有自己的缺点，它
的不足主要体现在： （1）传输质量下降，即由于多径效应，信号会经过多条路径到达
接收端，且每条路径的时延和衰减都随时间而变，因而对无线信号的传输质量造成不
小的影响[1]
； （2）带宽限制，无线通信由于各种物理条件的限制，带宽相比于有线信道
要窄不少，因而在传输时容易发生信号干扰，传输速率也并非很快。
这两个问题一直影响着无线通信的推广，为了解决这两个问题，不少学者提出了
自己的看法。其中，MIMO（Multiple input and multiple output）系统较大程度地实现了
高容量与高质量无线通信连接的目的，因而在众多通信系统中脱颖而出，成为了下一
代无线通信系统的必备技术。所谓 MIMO 信道，即在系统中同时采用多副发射天线与
多副接收天线进行通信，当处在合适的信道衰落条件下，MIMO 信道可以提供用于通
信的额外的空间文数并产生自由度增益，利用这些额外的自由度将若干数据流在空间
上多路复用至 MIMO 信道中，从而带来容量的增加[2]
；通过分集技术，将同样的信息
多次传输以经历不同的路径，可以改善系统的误码性能[3]
。这些特性，对于当下各种通
信平台，尤其是4G 系统的搭建都是帮助颇多的。我们可以利用预编码技术改善系统的
性能，从而更加适应当下新兴通信系统的要求。
1.2 MIMO 系统概述
MIMO 系统将收发两端均视为多天线系统，在不增加系统带宽的情况下，可由不
同的收发天线将空间划分为多个独立并行通道同时传输数据，以此提高频谱利用率。
早在1995 年，S. Chennakeshu 和 J. B. Anderson 就在多天线的情况下，利用天线选择
技术对空间非相关联的结构进行了误码率分析[4]
。此后，与 MIMO 相关的各类研究如
雨后春笋般出现。就目前来看，对 MIMO 系统性能提升方面的研究已不胜枚举，但相
较于未来的4G系统而言， MIMO系统仍需解决在时变且非平稳衰落条件下的各类问题。
在这里，我们先来了解一下 MIMO 系统的一些基本性质和技术。
1.2.1 系统增益
MIMO 技术所带来的增益可归纳为两类[5]
：1）分集增益，即相同的信号通过不同
的路径被发送出去，在接受端获得由不同的路径传来的信息，从而获得更高的接收可
靠性，这样可以消除多径衰落带来的影响；2）复用增益，将数据源分解为多个数据子
流，分配到各个不同的发射天线上传输，提高系统复用增益即频谱效率。对于提升空
间复用增益，我们通常采用垂直分层空时码（Vertical Bell labs layered space-time,
V-BLAST） ，其编码译码方式简单，实用性强。 文献[3]对BLAST 编码有较详细的介绍。
1.2.2 常用技术
常用的MIMO技术包括：分集技术、复用技术、波束成形技术等。
（1） 分集技术
分集技术指通过将同样的信息通过不同的路径传输出去，由于每个副本经历的路径
是独立的，因而可以提高接收的可靠性。假设所用的分集支路为 L，且每个支路的衰落