LTe-A下行多用戶傳輸技術(shù)研究.pdf

1、為滿足移動服務(wù)日益增長的數(shù)據(jù)速率需求，并保持與其他寬帶無線接入技術(shù)(例如:WiMAX)之間的競爭優(yōu)勢，3GPP LTE已經(jīng)演進(jìn)為LTE-Advanced(LTE-A)。多用戶多輸入多輸出(MU-MIMO)技術(shù)是LTE-A中的一項關(guān)鍵技術(shù)，下行鏈路MU-MIMO則是多個用戶在相同時頻資源上接收由基站發(fā)來的多路數(shù)據(jù)流的MIMO技術(shù)。本文在LTE-A標(biāo)準(zhǔn)框架下，研究了下行鏈路多用戶傳輸?shù)囊恍┲匾夹g(shù)。
　　首先，針對MU-MIMO系統(tǒng)中

2、，由于用戶在相同頻段傳輸而引入的用戶間共信道干擾(CCI)問題，介紹了4種常用的線性預(yù)編碼技術(shù)。其中通過對通信用戶的聯(lián)合信道矩陣求逆的迫零波束賦形(ZF-BF)實現(xiàn)簡單，但主要應(yīng)用于每個用戶單天線的場景;推廣的迫零波束賦形支持每個用戶擁有多根接收天線的場景;BD預(yù)編碼技術(shù)則是通過兩次SVD分解將等效信道矩陣轉(zhuǎn)化為一個塊對角化矩陣，能夠完全消除用戶之間的CCI，但存在自由度的問題，即要求基站發(fā)送端的天線數(shù)目大于用戶的接收天線數(shù)目之和;SL

3、NR預(yù)編碼技術(shù)突破了這一自由度約束，能夠很好地應(yīng)用于下行鏈路MU-MIMO系統(tǒng)。
　　其次，對LTE-A中定義的發(fā)送分集、閉環(huán)空間復(fù)用、MU-MIMO等主要傳輸模式進(jìn)行了中斷容量分析。中斷容量定義為滿足給定中斷概率所能支持的最大信息速率。對于無法容忍由復(fù)雜編碼策略帶來時延的通信系統(tǒng)，中斷容量是衡量其性能的一個非常有用的指標(biāo)。論文第三章分別推導(dǎo)了各傳輸模式在基于碼本預(yù)編碼和非碼本預(yù)編碼下瞬時容量的表達(dá)式，然后通過數(shù)值仿真的方式得出中

4、斷容量的性能曲線，并對仿真結(jié)果做了詳細(xì)的分析與比較。
　　進(jìn)一步地，由于在通常的線性信號處理下，基站能夠同時服務(wù)的用戶的數(shù)據(jù)流數(shù)之和不能超過基站所配備的發(fā)射天線數(shù)，因此，如果某一時隙請求服務(wù)的用戶數(shù)過多，不滿足該約束條件，基站就需要在眾多的用戶中選擇一個用戶子集進(jìn)行服務(wù)。于是，第四章為解決基站如何動態(tài)地選擇哪一個或哪一些用戶進(jìn)行通信研究了用戶調(diào)度算法，提出一種以系統(tǒng)和容量最大化為目標(biāo)，基于迫零波束成形的低復(fù)雜度用戶調(diào)度算法——US

5、S調(diào)度。仿真結(jié)果表明，USS調(diào)度算法實現(xiàn)的系統(tǒng)可達(dá)和速率與ZFS調(diào)度、GUSS調(diào)度性能接近，優(yōu)于SUS調(diào)度，而復(fù)雜度在所有調(diào)度算法中最低;尤其是當(dāng)基站擁有的發(fā)射天線數(shù)目很大的時候，USS調(diào)度算法的低復(fù)雜度優(yōu)勢將更加明顯，與此同時，仍保持優(yōu)異的系統(tǒng)和速率性能。
　　最后，針對小區(qū)邊緣用戶性能較差的問題，我們研究了多點協(xié)作傳輸(CoMP)技術(shù)，它能協(xié)調(diào)相鄰小區(qū)之間的傳輸，實現(xiàn)增強的系統(tǒng)容量和改善的小區(qū)邊緣數(shù)據(jù)傳輸速率。第五章綜述了Co