未來移動通信系統(tǒng)中的多用戶預(yù)編碼與調(diào)度算法研究.pdf

1、基于多天線的多輸入多輸出技術(shù)(MIMO)技術(shù)，已成為未來一代移動通信系統(tǒng)(IMT-Advanced)技術(shù)規(guī)范的物理層關(guān)鍵技術(shù)之一。在各類MIMO技術(shù)中，多用戶MIMO技術(shù)利用空域自由度，通過預(yù)編碼與信號處理，使多個用戶可共享相同的時頻域資源傳送數(shù)據(jù)信息，以提高系統(tǒng)頻譜利用率。但是，由于多個用戶共享同一時頻資源導(dǎo)致的共信道干擾CCI(CCI)成為限制鏈路傳輸質(zhì)量與系統(tǒng)容量的主要因素。尤其是在蜂窩移動通信系統(tǒng)中基站到用戶的下行鏈路，影響更為

2、顯著。因此，需從資源分配及信號處理兩個層面出發(fā)，在基站端設(shè)計用戶調(diào)度和預(yù)編碼方案，以獲得多用戶分集增益及空分復(fù)用增益，同時達到消除或者抑制CCI的目的。
　　除去有限反饋的開銷與性能折中問題外，復(fù)雜度與容量性能是多用戶 MIMO預(yù)編碼和調(diào)度方案設(shè)計需要考慮的主要因素。因此，本文在在單小區(qū)多用戶MIMO下行鏈路的系統(tǒng)模型下，從降低算法復(fù)雜度的角度出發(fā)，分別研究了多用戶調(diào)度和預(yù)編碼技術(shù)，提出了新的低復(fù)雜度預(yù)編碼和調(diào)度算法。此外，針對多

3、天線增強技術(shù)，初步研究了大規(guī)模天線陣列下MIMO信道的建模問題。以下為各章內(nèi)容的概述。
　　第一章概述了本文工作的研究背景和現(xiàn)狀，列出了本文的主要內(nèi)容結(jié)構(gòu)框架圖。
　　第二章在單小區(qū)多用戶MIMO下行鏈路系統(tǒng)模型下，針對物理層的多用戶預(yù)編碼技術(shù)進行了深入的算法分析研究。首先研究分析了幾種常見經(jīng)典的預(yù)編碼算法，接著基于對現(xiàn)有算法的分析，從減少算法復(fù)雜度的角度出發(fā)，新提了一種基于GSO的預(yù)編碼算法。同時，還對文中論述算法的復(fù)雜度

4、開銷進行了詳細的分析總結(jié)。最后，論文從算法復(fù)雜度和系統(tǒng)容量角度出發(fā)，將新提算法和現(xiàn)有算法進行對比仿真驗證。理論和仿真表明，相比現(xiàn)有算法，新提算法能在保證系統(tǒng)容量性能不變的前提條件下降低算法的復(fù)雜度。
　　第三章針對單小區(qū)下多用戶MIMO下行鏈路的調(diào)度技術(shù)進行詳細研究。首先分析研究了在TDD模式下幾種常見經(jīng)典的調(diào)度算法，接著基于對現(xiàn)有調(diào)度算法的分析，新提出了一種基于迭代的容量下限調(diào)度算法。為了證明算法的可行性，論文從算法復(fù)雜度和系統(tǒng)

5、容量角度出發(fā)，將新提調(diào)度算法和現(xiàn)有的調(diào)度算法進行對比仿真驗證。理論和仿真表明，相比現(xiàn)有的調(diào)度算法，新提基于迭代的容量下限的調(diào)度算法能在保證系統(tǒng)性能損失較小情況下減小算法的復(fù)雜度。
　　第四章在基站端大規(guī)模天線陣列配置情況下對MIMO信道進行了初步的建模分析。首先分析了基站在大規(guī)模天線配置下，天線間互耦因素對空間相關(guān)性的影響。在此基礎(chǔ)上，對大規(guī)模天線陣列下的MIMO信道重新進行理論建模，得出具體的理論模型。最后，從系統(tǒng)容量角度出發(fā)，