超高速無線局域網(wǎng)下行多用戶調(diào)度及MIMO預(yù)編碼研究.pdf

1、在第五代Wi-Fi標(biāo)準(zhǔn)IEEE802.11ac已標(biāo)準(zhǔn)化并初步商用之際，為滿足頻譜利用率和數(shù)據(jù)吞吐的要求，中國工信部推出了自主知識產(chǎn)權(quán)的高速率且更高頻譜利用率的增強(qiáng)型超高速無線局域網(wǎng)(EUHT)標(biāo)準(zhǔn)。EUHT引入了下行多用戶MIMO傳輸(DL MU-MIMO)技術(shù)，這極大地提高了傳輸速率和系統(tǒng)容量。多用戶MIMO傳輸技術(shù)的關(guān)鍵是設(shè)計出適合的預(yù)編碼矩陣來消除用戶間干擾，并通過調(diào)度方案設(shè)計獲得多用戶分集增益;實際應(yīng)用中，亦需要研究如何利用有限

2、反饋信道信息進(jìn)行EUHT系統(tǒng)下的預(yù)編碼。本文結(jié)合以上問題，主要的研究內(nèi)容如下:
　　1、研究了EUHT標(biāo)準(zhǔn)下物理層幀結(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上細(xì)致討論了物理層的收發(fā)流程，并對鏈路進(jìn)行了搭建，給出了單用戶、多用戶下不同MCS時的BER、PER性能仿真。
　　2、研究了EUHT協(xié)議中支持的3種多天線方案;在建立了系統(tǒng)模型基礎(chǔ)上，對常用的多用戶線性預(yù)編碼方法進(jìn)行分析并給出仿真對比。之后，針對BD算法，進(jìn)一步給出了2種基于信道分解的發(fā)射端加權(quán)

3、預(yù)處理BD-SVD和BD-GMD技術(shù)，并將這兩種算法在單用戶和多用戶場景下的性能進(jìn)行了比較;由于GMD算法更利于用戶流間干擾消除，故性能上存有增益。
　　3、分析研究了EUHT協(xié)議中的載波聚合模式及不同模式下的信道分組反饋機(jī)制，并給出了基于PCSI的多用戶預(yù)編碼方法以及V矩陣的壓縮反饋方法，仿真驗證了利用有限信道信息設(shè)計多用戶預(yù)編碼的有效性。考慮傳輸中的實際因素對基于V矩陣反饋的MU-MIMO預(yù)編碼算法性能的影響，將不同子載波分組

4、、壓縮反饋量化以及反饋延遲在性能和計算量上進(jìn)行了對比;經(jīng)仿真及數(shù)據(jù)分析，給出了推薦采用的反饋方案。
　　4、考慮實際應(yīng)用中存有多小區(qū)同頻干擾，研究了干擾消除設(shè)計方法及其改進(jìn);改進(jìn)的協(xié)作方案更適用于基于AP集中式統(tǒng)一管理調(diào)度的EUHT系統(tǒng)，減少了所需的交互信息量，并給出了EUHT下反饋協(xié)作流程框圖，其降低了用于控制調(diào)度的系統(tǒng)資源開銷，且主體計算處理在AP端更易于實現(xiàn);仿真分析了干擾消除設(shè)計的有效性。
　　5、采用MU-MIMO

5、技術(shù)時，AP需根據(jù)獲取的用戶信道信息選出多個用戶作為數(shù)據(jù)發(fā)送對象。在深入分析經(jīng)典的單載波用戶調(diào)度方法基礎(chǔ)上，本文研究了如何利用反饋的有限用戶信道信息進(jìn)行EUHT這一寬帶系統(tǒng)中的用戶調(diào)度。結(jié)合EUHT的QoS要求，本文提出了考慮信道衰落及用戶間相關(guān)性影響的PGSL和PGSS這2種實現(xiàn)復(fù)雜度不同的多用戶調(diào)度方案，仿真表明2種方案均獲得了一定的多用戶分集增益;在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步提出了兼顧用戶公平性和用戶優(yōu)先級的PMSFC方案，仿真結(jié)果表明其在

6、較低的實現(xiàn)復(fù)雜度下，滿足了不同業(yè)務(wù)的QoS優(yōu)先級并較好地保障了用戶間公平性，且系統(tǒng)速率未明顯下降。
　　6、研究了適用于多天線多流自適應(yīng)選擇的基于虛擬用戶調(diào)度的MVUS方案，通過多天線分集增益的獲得，保障了低PER下重傳次數(shù)減少及短延時;在其基礎(chǔ)上，本文進(jìn)一步提出了基于信道條件數(shù)判斷機(jī)制的MCNJ算法，對流數(shù)方案給出更新，仿真表明，此方案在吞吐量性能上有較大的流數(shù)選擇增益，且PER性能亦無較多損失。之后，給出2種流數(shù)自適應(yīng)方案各自