MU-MIMO预编码与LDPC译码技术研究

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MU-MIMO(Multiuser Multiple input Multiple output)技术是当前及正在演进的无线访问标准,如LTE,LTE-A,WIMAX和WLAN中的关键技术。Multiple User-MIMO系统在同一时间及频率范围内向多个用户发送信息,导致用户之间会产生相互干扰(MultipleUser Interference,MUI)。用预编码算法可以减少这种干扰的产生,而如何获知正确的CSI(Channel State Information)矩阵对数据的预编码非常关键。但是多用户MIMO算法操作期间,基站端或用户端可能由于长距离传输或未预期到的线路损坏而导致无法发射信号或接收信号,最终导致基站端无法从有限天线获取信道状态信息CSI,没有这些CSI信息值,整个算法的性能就会下降。为了解决这个问题,本文首先在用户端利用SVD(SingularValue Decomposition)方法,获得CSI估计信息的特征向量矩阵,并对其中元素用较少的比特数量化来减少码本的设计和存储的成本,其次,在基站端利用坏天线侦测、信道修复和参数选取过程,来调整得到CSI矩阵,进而得到预编码矩阵。在预编码算法中并不用改变预编码过程,只需利用修正过的CSI矩阵来进行预编码。  在LDPC译码算法仿真系统的译码操作过程中,译码采用LDPC码的迭代置信传播(BP)算法的改进算法。该算法是基于UMP BP(Uniformly Most Powerful Belief Propagation)算法基础上进行研究,其核心点在于进行硬判决译码方法与软判决译码方法相结合。由于BP算法是迭代的概率传播译码算法,稀疏矩阵中校验节点的概率信息值在前一次与本次迭代的信息传递之间会产生震荡,为此引入两个因子来纠正由于震荡引起的这种外信息值的改变,其次引入硬判决算法来减少修正之后累积码字的错误。这两种方法的结合即提高了译码性能,又可减少在硬件上实现的复杂度。  将改进算法在验证平台进行性能仿真,在仿真结果中显示通过采用改进的CSI获取方法,使得预编码算法的性能更优,并证实改进方法的运用消除了损害天线对并行数据流的影响;改进的BP算法能以更低的比特误差率进行信息的解码。
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