本文对预编码方案的研究，首先并没有考虑信道估计带来的误差，是在已知信道状态信息的理想情况下进行研究的，而后续的研究中，将信道估计误差考虑在内，重新建立了相应的预编码方案，更具有实际意义。

1.3.2  功率分配

1、平均功率分配

平均功率分配即在总功率约束的条件下，将功率平均的分配给每个子信道，每个子信道可用的功率相同。这种功率分配机制虽然算法简单，但系统无法得到最优的性能，为了将更多的资源分配给条件更好的信道，以实现更高的信道和速率，选择适当的功率分配方式成为了一个很重要的研究方向。源[自[优尔^`论`文]网·www.youerw.com/

2、注水功率分配

注水功率分配是一种常用的有效的功率分配方式。如图1.1给出了注水功率分配策略的示意图。

对于信噪比为 的AWGN信道，用曲线 表示一个碗的底部，将功率不断注入这个碗，直到达到 处。那么，对于给定的 所分配的功率 就是此处的水深。注水功率分配法的直观解释就是尽量充分利用信道条件：信道好（ 大）的时候，多分配功率，用高速率传输；如果信道质量变差（ 小），就减少分配功率，并用低速率传输。

其中 为中断门限，如果瞬时信噪比低于中断门限 ，则不进行传输，只有瞬时信噪比高于中断门限 才使用该信道。中断门限可通过功率限制条件求得[9]。

在功率受限时，即 ，其中 为分配给天线i的功率，设总共N根天线， 为总功率，是一个定值。则，每根天线分配得到的功率为：

通过这两个条件，可求得最终的根据每根天线所对应信道质量分配的功率。

1．4  多用户MIMO系统预编码技术国内外发展现状

1．5  本文结构与内容

本文共分为6章，基本结构安排如下：

第一章为绪论，简要阐述了本文的研究背景与意义，然后介绍了MIMO的关键技术以及国内外预编码技术的发展现状。

第二章介绍了无线信道相关概念，包括传播机制及大尺度传播模型，接着给出了协作多基站多用户MIMO系统模型。

第三章研究了多用户MIMO系统的线性预编码算法，包括SVD、ZF/BD、Max-SLNR、MMSE算法。首先分别对它们的原理进行了阐述，随后展示了误比特率与和速率随信噪比变化的仿真曲线，最后对这几种方案的性能进行了比较。

第四章研究了带有信道估计误差的线性预编码算法，主要是对存在信道估计误差的Max-SLNR和MMSE两种预编码方案进行了阐述，展示了不同信道估计误差下的仿真结果，并分析了信道估计误差对系统性能的影响。

第五章研究了非线性预编码算法，包括DPC理论及其次优实现的THP算法，并将其性能与SVD算法进行了比较分析。

第六章总结了全文，并对未来工作进行了展望。

2  无线环境与多基站多用户MIMO系统

2.1  无线信道

2.1.1  无线信道传播机制

电磁波的传播机制是总体上归结为反射、绕射和散射三种。

1）反射：当电磁波波长远小于它遇到的障碍物时，这个现象主要发生在所遇障碍物的表面，如墙壁表面、建筑物等；

2）绕射：当电磁波被尖锐的边缘阻挡时会发生绕射现象，绕射发生在障碍物的边缘，它使电磁波能绕过障碍物传播到障碍物后面，即使接收机位于障碍物后的阴影区，仍能通过绕射接收到信号；

3）散射：在电磁波穿行的介质中存在比其波长小的障碍物，并且这样的障碍物在单位体积内的个数非常多时，就会发生波的散射，如粗糙表面等。