多用戶多小區(qū)下行MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、多入多出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)是指收發(fā)雙方都配置多根天線的信號處理技術(shù)。在提升無線通信系統(tǒng)物理層頻譜效率方面，MIMO技術(shù)是目前最有效的手段。由于受到終端大小、功耗等限制，終端一般都配置比較小的天線數(shù)，導(dǎo)致點(diǎn)到點(diǎn)MIMO技術(shù)受限。多用戶MIMO技術(shù)的提出能夠有效地解決上述問題。另外，為了提升頻譜效率，未來無線通信系統(tǒng)趨向于全頻率復(fù)用，這就導(dǎo)致用戶受到嚴(yán)重的干擾，包括小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干

2、擾。預(yù)編碼技術(shù)是消除多用戶、多小區(qū)MIMO系統(tǒng)中的干擾的有效方法。
　　另一方面，多用戶、多小區(qū)下行MIMO系統(tǒng)中，如果要完全消除用戶收到的干擾，基站(Base Station,BS)需要獲得理想信道狀態(tài)信息(Channel State Information，CSI)。而在通信應(yīng)用中，BS只能獲得非理想CSI。
　　本文針對非理想CSI以及預(yù)編碼性能問題，主要做了如下工作：
　?、傺芯糠抢硐隒SI下的多用戶下行MIM

3、O系統(tǒng)魯棒波束成形問題。首先提出一種基于最小均方誤差(Minimum Mean Square Error，MMSE)的多用戶下行MIMO系統(tǒng)魯棒波束成形算法，該算法適用于集中式多用戶MIMO系統(tǒng)。然后提出了一種基于信號泄露的MMSE的分布式魯棒波束成形算法。兩種算法均考慮信道估計(jì)誤差、量化誤差和延時(shí)誤差，通過仿真驗(yàn)證了本文所提兩種算法相比傳統(tǒng) MMSE算法均具有更好的魯棒性。
　　②研究基于塊對角化(Block Diagonali

4、zation，BD)的多小區(qū)協(xié)作下行MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼算法。首先介紹基于BD的網(wǎng)絡(luò)MIMO預(yù)編碼算法和基于BD的多小區(qū)協(xié)作MIMO預(yù)編碼算法。并提出一種基于BD的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO預(yù)編碼算法，BS只需要共享邊緣用戶CSI，極大減少了CSI回傳，且本算法中采用CSI有限反饋，本文還分析了CSI有限反饋所導(dǎo)致的速率損耗。
　?、垩芯糠抢硐?CSI下的多小區(qū)部分協(xié)作下行 MIMO系統(tǒng)雙層魯棒預(yù)編碼算法。針對第4章所提出的多小區(qū)部

5、分協(xié)作下行MIMO系統(tǒng)BD預(yù)編碼算法，在非理想 CSI環(huán)境下系統(tǒng)速率損耗較大的問題，提出一種具有魯棒性的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO雙層預(yù)編碼算法，該算法內(nèi)層預(yù)編碼算法使用干擾清零算法消除邊緣用戶所受到的小區(qū)間干擾，這屬于多小區(qū)部分協(xié)作范疇；外層預(yù)編碼使用魯棒信漏噪比(Signal to Leakage and Interference Ratio，SLNR)算法消除小區(qū)內(nèi)干擾。所提算法相比第4章所提算法，不僅保留了CSI需求較少的優(yōu)點(diǎn)，

6、還能夠減少速率損耗，極大提升系統(tǒng)和速率以及用戶的誤碼率性能。
　?、苎芯炕谟脩舴?wù)質(zhì)量(Quality of Service，QoS)的多小區(qū)協(xié)作下行MIMO魯棒波束成形問題。提出一種基于QoS約束的最小化發(fā)送功率和泄露功率之和的多小區(qū)協(xié)作下行MIMO波束成形設(shè)計(jì)，并利用上下行鏈路對偶性，獲得了一種復(fù)雜度較小的迭代算法。仿真結(jié)果表明，在同樣目標(biāo)信干噪比(Signal to Interference plus Noise Rati