3D MIMO系統(tǒng)基于雙層預(yù)編碼的CoMP技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技術(shù)作為第四代移動通信系統(tǒng)的物理層核心技術(shù)之一，以其有效的提升頻譜效率和吞吐量等優(yōu)勢，成為了目前無線通信領(lǐng)域內(nèi)最受關(guān)注的技術(shù)手段之一。三維多輸入多輸出（Three Dimensional Multi-Input Multi-Output）技術(shù)通過基站端配置有源陣列天線的方式，在現(xiàn)有的信道模型基礎(chǔ)上引入了垂直維度的信息，突破了常規(guī) MIMO固定下傾角的限制，從而提高

2、了空域資源的利用率，在進一步提升了系統(tǒng)容量的同時，大幅提升了小區(qū)邊緣用戶的信號質(zhì)量。
　　現(xiàn)有 LTE系統(tǒng)中，小區(qū)間的干擾問題依舊存在。協(xié)作多點技術(shù)（Coordinated Multiple Point，CoMP）通過相鄰小區(qū)間的聯(lián)合處理（Joint Process，JP）或者協(xié)作波束賦形（Coordinated Beamforming，CB），來抑制小區(qū)間干擾，改善了終端的信號質(zhì)量，給系統(tǒng)容量和小區(qū)邊緣用戶的頻譜效率都帶來了有效

3、提高，目前已經(jīng)成為 LTE-A的關(guān)鍵技術(shù)之一。在第四代通信系統(tǒng)及后續(xù)系統(tǒng)（Pre5G/5G）中，基站（eNode B）之間通過高速X2接口相連，這使得基站間的信息交互及協(xié)作變得更加便捷。隨著有源陣列天線的廣泛應(yīng)用，實現(xiàn)3D MIMO系統(tǒng)下的CoMP應(yīng)用將成為一個重要課題。
　　本論文主要研究了3D MIMO系統(tǒng)中雙層預(yù)編碼技術(shù)和3D-MIMO CoMP技術(shù)。在本文中，首先闡述了3D MIMO和CoMP技術(shù)的提出和發(fā)展，對3D MI

4、MO信道建模以及CoMP技術(shù)現(xiàn)有研究進行了調(diào)研。其次，本文針對3D MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù)做了描述，分析并指出了現(xiàn)有預(yù)編碼策略的優(yōu)劣之處，同時分析了現(xiàn)有CoMP技術(shù)的特點，選擇了以協(xié)同波束賦形技術(shù)作為研究方向，并對3D MIMO與CoMP技術(shù)相結(jié)合的可行性進行了分析。隨后，本文提出了一種適用于3D-MIMO系統(tǒng)的雙層預(yù)編碼方案，并在雙層預(yù)編碼的基礎(chǔ)上，提出了基于此的協(xié)作多點傳輸策略。本文所提出雙層預(yù)編碼算法，在基于實際信道特性分析的基

5、礎(chǔ)上，在兩個方向分別使用適用的碼本，接近最佳性能，并且具有較好的實際應(yīng)用價值；本文所提出的基于雙層預(yù)編碼的CoMP方案，基于對兩個方向不同比特分配情況的仿真，得出“垂直方向協(xié)作性價比不高”的結(jié)論，選擇了“在垂直方向上預(yù)編碼，在水平方向上進行協(xié)同波束賦形”的策略，充分利用了空間資源，并且在合適的方向上進行協(xié)作，從而抑制干擾。最后進行了仿真驗證和分析。結(jié)論表明，該方案在充分利用了信道空間資源的同時，有效減少了基站間交互量，并且通過降維操作，