0.引言
TDD—CDMA系统中由于无线传输环境的复杂性,采用不同扩频码调制的各用户在到达接收端时,其信号的正交性受到破坏,且由于多径时延和其他用户的干扰,造成了符号间干扰(ISI)和多址干扰(MAI)。利用TDD(时分双工)模式上下行信道的互惠性,在基站端采用信号传输预处理技术(Signal Transmit—Processing,本文简称STP),可以有效地克服干扰,提高系统容量,同时避免在移动台做复杂的信道估计和数据检测。
联合发送技术(JT)和预瑞克技术(Pre—Rake)统称为信号传输预处理技术。联合发送技术能有效地降低MAI和ISI,提高系统容量,使移动台不再需要做复杂的信道估计和联合检测,大大降低了移动台的计算量,使移动台的微型化、低功耗成为可能。预瑞克技术是利用基站估计的上行信道参数进行的发送端的Rake多径合并,其优越之处是能在TDD模式下把移动台的分集合并电路搬到基站端来实现,在有效克服多径衰落的同时降低了接收端的复杂度和成本。
文献研究了TDD系统中多用户MISO的信号传输
预处理技术,本文在前者基础上提出了两种信号传输预处理方案,将多用户MISO扩展为多用户MIMO,并且在方案中应用了OFDM技术。通过在TDD系统环境中的仿真验证了多用户信号传输预处理技术的性能。
1.系统模型与数据发送及检测算法
1.1.1基于MIMO一OFDM的信号传输预处理系统模型
图1所示为基于MIMO一OFDM的TDD—CDMA信号传输预处理(简称MIM0一OFDM STP)系统模型。
MIM0一OFDM STP方案基站端的信号传输预处理过程分为两步:首先将OFDM调制后信号进行Pre—Rake合并,然后将合并后信号进行联合发送。本方案由于是将信号先Pre—Rake合并后联合发送,所以接收端可以采用多天线进行接收。
1.1.2 MIMO一OFDM STP的数据发送及检测算法
假定一个基站服务K个移动终端,每个移动终端采用KM元天线阵列,基站采用KB元天线阵列,基站为每个移动终端发送L个数据符号:
将每个移动终端的数据矢量d(k)进行串并变换形成条支路p(k)条支路:对每条支路的数据矢量进行信号映射后产生新的复数据序列为:
对序列进行离散傅立叶反变换,得到P(k)个OFDM符号
将每个移动终端的离散傅立叶反变换后的序列b(k)(ρ(k))进行并串变换,插入保护间隔形成长度为N的数据矢量b(k)。
基站第KB个阵元和第K个移动终端μk的第kM个阵元间复信道冲激响应为:
其中W表示信道冲激响应窗长。则Pre—Rake各抽头的系数为:
b(k)与相应的卷积,得到第k个移动终端长度为N的Pre—Rake合并后信号:
此处采用的合并方式为最大比合并(MRC)。
K个移动终端的Pre—Rake合并信号形成长度为KN的数据矢量x,系统可以描述为: