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MIMO无线信道可以提高无线通信系统的链路可靠性和数据传输速率,当发射端未知信道状态信息时,采用空时编码、空分复用等技术,充分利用MIMO无线信道的分集和复用增益以提高系统的性能。当发射端已知全部或部分信道状态信息时,可以采用预编码等技术来提高系统的可靠性和数据传输速率。在多用户环境下,除了上述技术,还可以通过自适应资源分配技术,进一步提高系统的吞吐量。本论文研究内容包括开环MIMO无线通信系统中的空时分层传输技术及其相应的检测技术、Turbo-BLAST迭代检测技术、闭环MIMO无线通信系统中的多用户下行链路自适应资源分配技术。论文的主要贡献如下:1.在MIMO-OFDM框架下提出了一种增强的Turbo-BLAST检测算法,该算法考虑检测器的判决误差,在V-BLAST检测器的设计中进行误差补偿,并采用基于硬判决干扰抵消的MMSE迭代检测。整个增强检测算法,在没有过多增加计算复杂度的前提下,带来明显的性能增益。2.提出一种低复杂度的多用户Turbo-BLAST迭代接收机方案。该方案在检测部分将M-QAM调制符号分解成为一系列的BPSK符号的线性组合,进行基于比特级的干扰抵消(BLC,Bit-Level Cancellation),同时,结合基于部分硬判决干扰抵消的MAP检测算法,进一步提高系统的性能。该方案在保持BLAST高频谱效率的同时,没有过多降低系统性能的前提下,很大程度上降低了计算复杂度。3.提出一种基于用户速率成比例公平性约束下的资源分配方案。针对MIMO-OFDMA下行链路系统,考虑在总功率和误比特率(BER)以及用户数据速率成比例的约束下,以获取整个系统吞吐量极大化为准则,基站对用户进行子载波和功率分配。新的方案基于MIMO信道状态信息,对信道矩阵进行分解,利用特征子信道来确定子载波和功率分配,充分利用空间域、频域以及多用户分集来提高系统的频谱效率。在子载波分配时,松弛成比例约束条件,使用户数据速率近似的成比例于每个用户分配的子载波数。在此基础上,推导出一种线性的不需要迭代的低复杂度功率分配方案。该方案在保证系统吞吐量的前提下,能够取得用户间良好的速率公平性,同时又具有较低的计算复杂度。4.提出一种在考虑遍历速率条件下基于成比例公平性约束的资源分配方案。针对以往对OFDMA资源分配的研究大都仅考虑即时的性能问题,时间维并没有被充分利用,这里考虑用户遍历速率最大化的问题,充分利用时域,频域和多用户分集增益,同时通过各个用户的加权因子来保证用户间一定的速率公平性。在此基础上,直接对各用户的数据速率施加一定的速率约束条件,提出一种在遍历条件下基于成比例公平性约束的资源分配方案,相比于仅考虑即时速度的资源分配方案,该方案由于充分利用了时间维这一自由度,能够带来一定的吞吐量增益,同时减少了在整个数据传输阶段实际资源分配的复杂度。