LTe-A系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)和中繼資源分配研究.pdf

1、為了迎接WiMAX等移動(dòng)寬帶無線接入技術(shù)市場的挑戰(zhàn)，2004年3GPP啟動(dòng)了UMTS標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)版本-LTE。2008年3GPP開始了面向LTE的平滑演進(jìn)LTE-A技術(shù)的研究。LTE-A引入了多個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，包括載波聚合、中繼技術(shù)、多天線技術(shù)、多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)等。LTE-A多天線系統(tǒng)中可支持發(fā)射天線數(shù)增加到8天線，在8天線有限反饋系統(tǒng)中3GPP提出雙碼本預(yù)編碼技術(shù)，雙碼本預(yù)編碼碼本設(shè)計(jì)以及碼本選擇成為LTE-A系統(tǒng)中需要解決的關(guān)鍵問題。同時(shí)

2、，LTE-A系統(tǒng)中引入中繼技術(shù)來提升小區(qū)邊緣用戶性能、增加小區(qū)覆蓋面積能力。中繼傳輸引入新的傳輸節(jié)點(diǎn)，使得LTE-A系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜，為了降低中繼節(jié)點(diǎn)帶來的干擾，需要對(duì)現(xiàn)有頻譜進(jìn)行合理分配，從而有效提高系統(tǒng)整體容量和邊緣用戶頻譜效率。
　　本文首先介紹LTE-A系統(tǒng)基礎(chǔ)知識(shí)及關(guān)鍵技術(shù)，給出LTE-A系統(tǒng)鏈路級(jí)仿真平臺(tái)搭建流程圖。LTE-A鏈路級(jí)仿真平臺(tái)是在LTE仿真平臺(tái)的基礎(chǔ)上，根據(jù)3GPP36系列物理層協(xié)議添加多輸入多輸出(M

3、ultiple-Input Multiple-Output，MIMO)模式7-9，構(gòu)建出符合要求的LTE-A鏈路級(jí)仿真平臺(tái)。論文完成了LTE-A鏈路級(jí)仿真平臺(tái)的搭建，包括調(diào)制編碼、預(yù)編碼、信道產(chǎn)生、信道估計(jì)、MIMO解碼、結(jié)果統(tǒng)計(jì)等模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明。鏈路級(jí)仿真平臺(tái)支持LTE-A標(biāo)準(zhǔn)中的全部MIMO傳輸模式，其中模式5為多用戶傳輸模式，其他均為單用戶模式。
　　然后，論文第三章主要討論雙碼本預(yù)編碼技術(shù)，詳細(xì)介紹了基于DFT固定碼本

4、的單碼本設(shè)計(jì)方法和3GPP R10中雙碼本設(shè)計(jì)方法，分析固定碼本的優(yōu)缺點(diǎn)，提出一種基于格拉斯曼差分碼本的雙碼本碼本設(shè)計(jì)方案。該方案利用格拉斯曼碼本的性質(zhì)，隨著信道信息的變化實(shí)時(shí)地更新碼本集合，使其更好的追蹤到信道信息、減小量化誤差，從而提高多天線系統(tǒng)性能。文中還討論了兩種雙碼本選擇算法:聯(lián)合選擇算法和兩級(jí)選擇算法，從復(fù)雜度、延時(shí)和性能等方面進(jìn)行分析，結(jié)果表明兩級(jí)選擇算法優(yōu)于聯(lián)合選擇算法。
　　接著，論文第四章搭建了LTE-A中繼網(wǎng)

5、絡(luò)系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)。LTE-A中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)是在LTE-A傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上添加中繼網(wǎng)絡(luò)，主要仿真模塊包括:中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、用戶生成、用戶接入、信道模型、調(diào)度與自動(dòng)混合重傳(Hybrid Automatic Repear Reques，HARQ)、鏈路級(jí)到系統(tǒng)級(jí)(Link-Level to System-Level，L2S)接口映射、上行反饋等。在仿真平臺(tái)實(shí)現(xiàn)后，根據(jù)不同的校準(zhǔn)場景對(duì)系統(tǒng)級(jí)仿真進(jìn)行一致性校準(zhǔn)，仿真結(jié)果顯示與3GPP

6、技術(shù)文檔結(jié)果一致，驗(yàn)證了中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級(jí)仿真平臺(tái)的有效性。
　　最后，論文針對(duì)中繼網(wǎng)絡(luò)資源分配方案進(jìn)行了研究。在傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配方案的基礎(chǔ)上，提出一種定向中繼部分頻率復(fù)用(Fractional Frequency Reuse，F(xiàn)FR)資源分配方案。此方案中中繼傳輸鏈路與基站傳輸鏈路占用同一可用頻帶，通過相鄰扇區(qū)占用交錯(cuò)頻帶降低中繼與基站間的干擾。相比全向中繼網(wǎng)絡(luò)，定向中繼能帶來更大的系統(tǒng)性能增益。接著本文介紹了三種用戶接入算法并