LTE系統(tǒng)中的多MIMO技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技術(shù)利用多根發(fā)射天線和接收天線發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，可以在不增加系統(tǒng)帶寬和天線發(fā)射功率的前提下顯著提高系統(tǒng)容量和鏈路可靠性，尤其是點(diǎn)到多點(diǎn)的多用戶MIMO(MU-MIMO)系統(tǒng)不僅便于融合多種物理層技術(shù)，還可以通過跨層的解決方式將物理層的技術(shù)和上層結(jié)合起來，聯(lián)合設(shè)計(jì)物理層的調(diào)制/編碼和鏈路層的功率分配、調(diào)度策略等，綜合利用各種時(shí)間，頻率和空間資源。MIMO技

2、術(shù)已經(jīng)成為下一代移動通信LTE及LTE-Advanced的核心技術(shù)。
　　 在多用戶MIMO系統(tǒng)下行鏈路中，由于各個(gè)用戶之間不能協(xié)同，多用戶檢測技術(shù)不能用來避免用戶間的干擾，預(yù)編碼是解決用戶之間的共信道干擾的主要方法。預(yù)編碼使接收機(jī)具有較低復(fù)雜度，降低移動臺的功耗。通過預(yù)編碼技術(shù)和多用戶MIMO系統(tǒng)特有的優(yōu)勢可以將物理層技術(shù)與上層技術(shù)聯(lián)合優(yōu)化從而顯著提高系統(tǒng)容量。論文針對多用戶MIMO技術(shù)進(jìn)行了研究，研究工作包括以下幾個(gè)方面：<

3、br>　　 研究了在理想信道狀態(tài)信息下線性的與非線性的預(yù)編碼算法，比較了ZF，MMSE和BD三種線性預(yù)編碼算法，并深入研究了BD預(yù)編碼算法的用戶選擇問題，包括輪詢用戶選擇，基于容量的用戶選擇及基于范數(shù)的用戶選擇，在此基礎(chǔ)上提出了一種低復(fù)雜度的基于距離的自適應(yīng)用戶選擇算法，它聯(lián)合考慮信道增益與信道方向，在不同的條件下自適應(yīng)地在兩者之間折衷優(yōu)化。
　　 為了進(jìn)一步利用多用戶分集增益，我們還考慮了聯(lián)合用戶選擇和天線選擇的多模傳輸方案

4、，每用戶根據(jù)信道條件通過調(diào)整接收天線數(shù)自適應(yīng)地在單流傳輸與多流傳輸之間轉(zhuǎn)換。仿真結(jié)果表明，基于距離的自適應(yīng)用戶選擇算法在不同的SNR下均以較低的復(fù)雜度表現(xiàn)良好的和速率性能，而多模傳輸方案在犧牲復(fù)雜度的前提下比僅僅考慮用戶選擇的方案性能要提高很多，它聯(lián)合優(yōu)化了多用戶分集與每用戶空間復(fù)用，充分發(fā)揮了多用戶MIMO特有的優(yōu)越性。
　　 論文還研究了有限反饋情況下的多用戶MIMO下行鏈路。在實(shí)際通信系統(tǒng)中，很難獲得理想的信道狀態(tài)信息，有

5、限反饋預(yù)編碼成為MU-MIMO的研究熱點(diǎn)問題，如何以較低的復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)可行的性能是本論文在這部分的研究目標(biāo)。由于酉矩陣預(yù)編碼的優(yōu)點(diǎn)，基于碼本的預(yù)編碼技術(shù)PU2RC是LTE系統(tǒng)中的候選多用戶MIMO方案，但它在用戶數(shù)較少時(shí)很難找到合適的用戶并行傳輸。本文中的改進(jìn)算法自適應(yīng)反饋用戶碼本算法允許每個(gè)用戶根據(jù)自己的信道條件反饋一個(gè)或兩個(gè)PMI和SINR，以反饋速率的增加換來系統(tǒng)性能的提升，而最大擴(kuò)展SINR用戶選擇算法則在發(fā)送端根據(jù)各個(gè)用戶的反饋