基于部分信道信息反饋的自適應(yīng)多用戶多入多出(MIMO)系統(tǒng).pdf

1、為適應(yīng)未來發(fā)展的需要，未來移動通信系統(tǒng)要求能夠支持每秒數(shù)百兆甚至千兆比特的高速分組數(shù)據(jù)傳輸。在無線資源日益緊張的情況下，采用多天線發(fā)送和多天線接收的MIMO無線傳輸技術(shù)，能夠充分挖掘利用空間資源，最大限度地提高頻譜利用率和功率效率。對于采用自適應(yīng)發(fā)射技術(shù)的多用戶MIMO而言，信道狀態(tài)信息的反饋必不可少。然而，在實際系統(tǒng)中，發(fā)射端往往難以得到理想的信道狀態(tài)信息。因此，利用部分信道狀態(tài)信息的自適應(yīng)MIMO技術(shù)的研究具有重要的實際意義。

2、 本論文主要研究基于部分信道信息反饋的自適應(yīng)多用戶MIMO系統(tǒng)。首先，我們研究了在非均勻慢衰落信道中利用信道特征方向的機會調(diào)度算法。為了保證調(diào)度的公平性，同時提高單隨機波束成形系統(tǒng)在用戶數(shù)較少情況下的吞吐量，提出了以弦距離為準(zhǔn)則的隨機波束選擇方案。為了減小系統(tǒng)反饋量，進一步考慮了弦距離的量化反饋，并且得到了采用不同反饋方案的系統(tǒng)吞吐量的閉式解。研究結(jié)果表明：通過合理地設(shè)計反饋門限，1比特的弦距離量化反饋不僅減小了系統(tǒng)反饋量，而且只使系

3、統(tǒng)遭受輕微的容量損失。 隨后我們針對反饋速率受限的隨機波束選擇系統(tǒng)，設(shè)計接收信噪比的量化碼本。碼本中的碼字對應(yīng)發(fā)射端的發(fā)射模式（包括發(fā)射功率，編碼速率及調(diào)制方式）。我們對量化門限及發(fā)射模式進行聯(lián)合優(yōu)化，使系統(tǒng)在滿足功率約束及誤碼要求的條件下，達到最大傳輸速率。為了得到最優(yōu)的發(fā)射模式和量化門限，提出一種嵌套迭代算法求解所提出的優(yōu)化問題。最后，結(jié)合第一章提出的基于弦距離的量化反饋，我們研究了在慢衰落信道中的反饋方案及量化碼本的設(shè)計。

4、 在前面的內(nèi)容中，我們假設(shè)速率受限，但無誤差，無時延的理想反饋。在實際系統(tǒng)中，反饋時延難以避免。因此，我們進一步考慮了速率受限的反饋信道的時延問題，并在接收端采用最小化均方誤差的信道預(yù)測器對抗傳輸時延。接收端利用預(yù)測的信道信息決定未來某時刻它所對應(yīng)的發(fā)射模式，并將該發(fā)射模式的序號反饋回發(fā)射端。研究了在利用信道預(yù)測的情況下，多用戶天線選擇系統(tǒng)，多用戶空分復(fù)用系統(tǒng)及雙模多用戶系統(tǒng)的平均吞吐量，同時，分析了信道預(yù)測誤差對這三種系統(tǒng)誤碼

5、性能的影響。根據(jù)分析及仿真結(jié)果，可以得到這三種系統(tǒng)所要求的預(yù)測精度。 前面所述內(nèi)容考慮的是基于時分多址的發(fā)射方式。而基于空分多址的發(fā)射方式能在同一個時頻資源塊內(nèi)同時調(diào)度多個用戶，從而獲得比TDMA更高的吞吐量。PU2RC方案是一類采用正交波束成形的空分多址方案。我們將自適應(yīng)QAM調(diào)制技術(shù)運用到PU2RC系統(tǒng)中，其中，信道質(zhì)量信息（CQI）的量化由系統(tǒng)支持的調(diào)制方式?jīng)Q定。我們研究了當(dāng)系統(tǒng)所能支持的最大流個數(shù)為Nt（發(fā)射天線的個數(shù)）