非完美信道下BD-SVD与BD-GMD-THP性能对比研究1
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2022-08-04
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中国科技论文在线
非完美信道下 BD-SVD 与 BD-GMD-THP 性
能对比研究
刘建明，徐春秀
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作者简介：刘建明（1989-），男，硕士研究生，主要研究方向：LTE 物理层，预编码技术
通信联系人：徐春秀（1962-），女，高级工程师，主要研究方向：无线通信技术. E-mail: [email protected]
（北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876）
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摘要：多入多出(MIMO)技术在成倍的提高无线通信系统容量和频谱利用率的同时，也造成
了空间信号的严重干扰，因此，通常需要使用 MIMO 预编码技术来消除干扰。已经标准化
的预编码技术都是线性预编码技术，非线性预编码由于计算量大以及抗干扰能力不被看好而
没有纳入标准化。本文分析了块对角化线性预编码(BD-SVD)和非线性模代数预编码
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(BD-GMD-THP)，给出了两种编码在非完美信道下系统信干噪比。通过仿真显示，在信道条
件足够好的条件下（信噪比大于 5dB），非完美的信道反馈下，BD-GMD-THP 相对于 BD-SVD
的优势明显。
关键词：MIMO；BD-SVD；BD-GMD-THP；用户配对儿；
中图分类号：TN
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A Comparison Study Of The Performance Between
BD-GMD-THP and BD-SVD Under Imperfect Channel
LIU Jianming, XU Chunxiu
(Information and Communication School, Beijing University of Posts and Telecommunications,
20
Beijing 100876)
Abstract: MIMO technique has been widely utilized in wireless communications due to its high
performance in enhancing channel capacity and spectrum efficiency. However, it also brings
severe interference among spatial channels. Consequently, MIMO pre-coding technique is usually
applied to eliminate interference. Standardized pre-coding technique is totally linear pre-coding
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technique , since the non-linear pre-coding computationally intensive and Anti-interference ability
is uncertain. In this paper, a comparative study of the performance between BD-SVD and
BD-GMD-THP is conducted. Simulation results shows that as long as the channel is good enough,
say SNR is larger than 5dB, BD-GMD-THP is better than BD-SVD significantly.
Key words: MIMO; BD-SVD; BD-GMD-THP; user-pairing;
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0 引言
随着移动通信业务和宽带数据业务的快速发展，第三代移动通信(the 3rd Generation,3G) 所能提供的兆
比特每秒(Mbps)量级的传输速率已经无法满足宽带业务发展的需要。因此，为了更好的应对移动宽带发展
带来的挑战
[1]
，第三代合作伙伴计划(the 3rd Generation Partnership Project, 3GPP)启动了长期演进(Long Term
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Evolution, LTE)和 LTE-Advanced 标准的制定工作，也就是 4G 其目标是在 100MHz 带宽的配置下，低速移
动场景中，下行峰值传输速率可达到 1Gb/s，上行峰值传输速率可达到 500Mb/s；而在高速移动场景，下行
峰值传输速率为 100Mb/s。
为了达到 LTE-Advanced 标准提出的峰值速率，下一代移动通信系统必须具有极高的频谱资源利用率，
为此引入了多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)技术，简称多入多出。Telatar 与 Foschini
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的研究表明多天线技术在不增加带宽和发送功率的情况下能够成倍地提升系统容量
[2]
。LTE 和 LTE-A 系
统均采用多天线及其相关技术, 可以将频谱效率提高至 10bps/Hz
[3]
。 IEEE802.11g ， IEEE802.11n 和
IEEE802.16 等其他无线通信标准也在物理层采用多天线技术作为传输技术
[4]
，以提高频谱的利用率。因此，
多天线技术已经成为未来无线通信的关键技术。但多天线技术也造成了严重的共信道干扰。由于下行多入
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