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随着通信技术的发展,新一代移动通信系统需要提供极高的数据速率,由于可用无线频谱资源的有限性,高数据速率只能通过提高频谱利用率来实现。通过研究表明,多输入多输出(MIMO)技术是无线移动通信领域的重大突破,它能够在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,被认为是新一代移动通信系统的关键技术之一。
V-BLAST(Vertical-BellLabsLayeredSpace-Time)是由Bell实验室的G.J.Foschini等人于1998年提出的一种MIMO结构的无线通信系统,该系统基于空分复用的分层空时处理方案,能充分利用MIMO信道容量,具备较高的传输容量和频谱利用率。在V-BLAST中引入自适应调制技术就形成闭环V-BLAST,它能进一步提高V-BLAST的性能。自适应调制技术是一项关键技术,其基本工作原理是在接收端检测当前信道衰落状况并将信道状态信息(CSI)反馈回发射端,发射端根据反馈回来的CSI调整发射天线上的发射功率、调制方式等参数,从而使系统的性能达到令人满意的程度。
本文首先简要回顾移动通信系统和自适应传输技术产生的背景、分类和历史发展;然后引入MIMO信道模型;接着对V-BLAST系统进行了探讨,并在不同的仿真条件下对V-BLAST进行性能仿真;接下来引入空时编码技术,介绍了当前存在的一些典型的空时分组码;最后,提出一种新的闭环V-BLAST系统--WFM闭环系统,考虑到现有的闭环系统大都是同时对调制方式、发射功率、天线选择等多方面进行调整,这样同时调整几个参数不仅会提高系统的复杂度,而且由于每根发射天线的调制方式不一样,还会造成解码的复杂,所以本文提出的WFM闭环系统只需调整发射功率这一种参数,它是将注水原理和旋转矩阵相结合的一种新技术,通过注水可大大提高系统的信道容量,而通过旋转矩阵又可提高系统的分集度,降低系统的误比特率,由于只调整一种参数,所以系统复杂度大大降低。仿真结果表明,WFM闭环系统在性能上显著超过开环V-BLAST系统,也优于传统的闭环系统。随后将空时编码技术引入到该闭环系统中,提出一种采用DAST空时分组码的ST-WFM闭环系统,且给出了这两种闭环系统的性能比较,仿真结果表明,引入空时编码的ST-WFM闭环系统的性能又明显优于未加空时编码的WFM闭环系统。