分層異構(gòu)多小區(qū)分布式大規(guī)模MIMO技術(shù)研究.pdf

1、新型的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和大規(guī)模密集化技術(shù)均具有潛力滿足下一代移動(dòng)通信的發(fā)展需求。相比傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)，分布式MIMO系統(tǒng)作為未來無線接入網(wǎng)絡(luò)的一種新結(jié)構(gòu)，其容量和覆蓋性都能得到較大程度的提升;兩種較為典型的密集化技術(shù)為大規(guī)模MIMO技術(shù)和密集化部署的small cell技術(shù)。本文圍繞多小區(qū)多用戶分布式MIMO技術(shù)和基于大規(guī)模MIMO和small cell的密集化網(wǎng)絡(luò)部署技術(shù)展開研究，主要針對(duì)多用戶分布式MIMO系統(tǒng)的容量，多小區(qū)分布式MIMO系

2、統(tǒng)中的預(yù)編碼方案的設(shè)計(jì)，以及新的分層異構(gòu)MIMO系統(tǒng)架構(gòu)的設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行了研究。
　　首先，本文對(duì)移動(dòng)通信系統(tǒng)中MIMO技術(shù)進(jìn)行了總結(jié);簡(jiǎn)述了大規(guī)模MIMO和small cell技術(shù)的特點(diǎn)、優(yōu)勢(shì)和面臨的挑戰(zhàn);細(xì)述了分布式MIMO的信道模型，并討論了MU-MIMO系統(tǒng)中的典型線性預(yù)編碼技術(shù)。
　　其次，本文在考慮大尺度衰落的情況下，對(duì)下行多用戶分布式MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行了研究。分析了分布式MIMO理論信道容量;給出了一種基于空

3、間相關(guān)陰影衰落的分布式MIMO信道建模方法;理論推導(dǎo)了不同功率分配方式下的系統(tǒng)下行容量，仿真比較了不同功率分配方式下采用不同線性預(yù)編碼方案的CAS和DAS的系統(tǒng)性能，同時(shí)討論了用戶數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。仿真結(jié)果驗(yàn)證了提出的信道模型的可行性，并表明DAS能夠更好地對(duì)抗大尺度衰落;在發(fā)射端采用注水算法比等功率分配法能夠獲得更好的系統(tǒng)性能;相比與ZFBF，采用MMSE預(yù)編碼方案的系統(tǒng)其性能得到了提升，尤其在低信噪比下更為明顯。
　　再次，

4、本文研究了下行多小區(qū)分布式MIMO系統(tǒng)的容量。基于多小區(qū)系統(tǒng)中典型的發(fā)射端干擾消除抑制技術(shù)，給出了單小區(qū)模式和多小區(qū)協(xié)作模式下預(yù)編碼的設(shè)計(jì)方法(SC-ZF和JT-ZF);提出了一種基于等效信道的預(yù)編碼方案(EH-ZF);同時(shí)推導(dǎo)了不同功率分配方式下三種預(yù)編碼方案的系統(tǒng)和速率的表達(dá)式;對(duì)不同預(yù)編碼方案下系統(tǒng)性能進(jìn)行了詳細(xì)的仿真。仿真結(jié)果表明，相比與SC-ZE，EH-ZF使多小區(qū)分布式MIMO系統(tǒng)的中斷容量和抗同頻干擾性能得到一定程度上的提

5、升;相比與JT-ZF，其在實(shí)際的無線傳輸中的可實(shí)現(xiàn)性也明顯提高。
　　最后，本文研究了分層異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的MIMO系統(tǒng)方案，該架構(gòu)有機(jī)地結(jié)合了大規(guī)模MIMO和密集化部署的small cell技術(shù)。針對(duì)該新型二層架構(gòu)系統(tǒng)在TDD和R-TDD的多用戶和多小區(qū)場(chǎng)景下的容量域進(jìn)行了研究，并基于本地信道信息和TDD系統(tǒng)的信道互易性給出了基于RZF和ZFBF的預(yù)編碼設(shè)計(jì)方案（M-RZF和MZF），該類方案可通過調(diào)節(jié)預(yù)編碼參數(shù)來使得系統(tǒng)的整體性能