基于多用戶分集技術(shù)的高性能MIMO傳輸系統(tǒng)研究.pdf

1、多用戶分集是多用戶無線通信中固有的分集。不同用戶經(jīng)歷的衰落不一樣,因此某個用戶經(jīng)歷深衰落的同時,另外的用戶可能有很好的信道質(zhì)量。基于這樣的事實,利用多用戶分集可以有效提高系統(tǒng)性能。多用戶分集增益的大小與信道動態(tài)變化的快慢有關(guān),因此在稀少散射物和慢衰落的環(huán)境下,多用戶分集增益將受到限制。當(dāng)信道緩慢變化時,隨機波束形成技術(shù)使得信道變化更加劇烈,從而提高多用戶分集。此外,自適應(yīng)波束形成需要知道信道狀態(tài)信息,而在多用戶環(huán)境,隨機波束形成技術(shù)通過

2、利用多用戶分集在更少的反饋信息的條件下逼近多天線系統(tǒng)需要完全信道狀態(tài)信息時才能達(dá)到的容量。
　　本文對MIMO與多用戶分集的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了歸納比較。對相關(guān)的隨機波束成形技術(shù)進(jìn)行了研究:傳統(tǒng)的多天線發(fā)射機,每個時隙服務(wù)單用戶的隨機波束形成技術(shù);多波束的隨機波束形成技術(shù);基于信道記憶的隨機波束形成技術(shù);隨機多入多出技術(shù)。在分析了現(xiàn)有的隨機波束成形技術(shù)后,提出了一種基于固定用戶數(shù)目反饋的波束成形機制(FNU-OBF),它可以自由的控制系

3、統(tǒng)的反饋開銷與容量,從而節(jié)省系統(tǒng)資源,并適應(yīng)多速率的業(yè)務(wù)要求,同時在容量性能上較之傳統(tǒng)的波束成形技術(shù)也有顯著提高。隨后針對多用戶環(huán)境下的多天線系統(tǒng)的上行鏈路中的兩種接入方式——基于SIC原理的接入方式和傳統(tǒng)的正交多址接入方式進(jìn)行了分析與理論推導(dǎo),得出了兩者性能對比圖,針對兩種方案的優(yōu)缺點,提出了基于正交原理的SIC接入方式OM-SIC,它保持了優(yōu)秀的容量性能的同時改進(jìn)了接收機的復(fù)雜度。最后,針對多用戶環(huán)境下的多天線系統(tǒng)的下行鏈路中的系統(tǒng)

4、中斷概率研究情況進(jìn)行分析,提出了一種基于門限的中斷概率機制,并進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)學(xué)推導(dǎo)和仿真分析。
　　仿真結(jié)果表明:FNU-OBF通過每個時隙更新判決門限η的值來控制反饋信道信息的用戶數(shù)目,使最終被使用的波束數(shù)目隨其變化,從而達(dá)到控制反饋開銷和速率選擇的效果;對于上行鏈路的接入方式,在理論上,OM-SIC方式接入方案的系統(tǒng)總?cè)萘亢蛯ΨQ容量保持了基于SIC原理方式的優(yōu)越性能,同時又改進(jìn)了它的接收機設(shè)計復(fù)雜度;對于下行鏈路,多用戶系統(tǒng)加