TD-SCDMA向LTE TDD演進(jìn)中的多天線技術(shù).pdf

1、多天線技術(shù)因為在提高系統(tǒng)容量與頻譜效率，提升系統(tǒng)傳輸性能等方面的優(yōu)越性而逐漸受到關(guān)注。無線通信也從對頻率域、時間域、碼域的研究逐漸拓展到空間域。多天線技術(shù)在利用空時信道環(huán)境的空間特性上具有與生俱來的優(yōu)越性。
　　 智能天線技術(shù)在多天線技術(shù)中因其優(yōu)越的空間辨識能力，已經(jīng)成為3GTD-SCDMA中的關(guān)鍵技術(shù)。具備通過波束賦形，增強期望信號，抑制干擾信號，實現(xiàn)空分多址（SDMA）的能力。并且隨著研究的進(jìn)步，逐步從窄帶進(jìn)入了寬帶智能天線

2、領(lǐng)域。
　　 MIMO多天線技術(shù)，隨著研究的深入，逐漸從單用戶MIMO系統(tǒng)拓展到多用戶MIMO系統(tǒng)，從室內(nèi)多散射不相關(guān)應(yīng)用環(huán)境拓展到室外相關(guān)信道環(huán)境中。因其高頻譜效率以及優(yōu)越的傳輸性能，已經(jīng)成為LTE乃至下一代無線通信的關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　 然而當(dāng)MIMO多天線技術(shù)從室內(nèi)到室外，隨著無線信道環(huán)境的改變，空間相關(guān)性將顯著影響MIMO系統(tǒng)的容量與可靠性。對天線隔離度的需求也增加了工程施工的難度。因此MIMO多天線技術(shù)從開環(huán)發(fā)

3、展到利用信道反饋進(jìn)行閉環(huán)預(yù)處理的自適應(yīng)階段。能否有效降低信道相關(guān)性的影響，同時降低反饋負(fù)荷與算法復(fù)雜度，成為MIMO技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵因素。
　　 本文先從空時無線信道出發(fā)，推導(dǎo)了基于統(tǒng)計特性空時信道模型下的空時相關(guān)系數(shù)。給出了不同參數(shù)對空間相關(guān)性的影響。同時分析了同用戶多徑角度擴(kuò)展與多徑間獨立性的關(guān)系，為后續(xù)章節(jié)的研究提供基礎(chǔ)。
　　 在多徑相互獨立的前提下，本文提出了單用戶波束賦形空分復(fù)用方案。第一種方案通過發(fā)射波束賦形

4、與門限接收切換波束賦形，同時獲得了空時無線信道中的空分復(fù)用增益與空間分集增益，提高系統(tǒng)的性能與容量。第二種方案在總結(jié)第一種方案應(yīng)用局限性的前提下，提出了將雙極化多天線極化分集與發(fā)射波束空分復(fù)用相結(jié)合的方案，為發(fā)射波束空分復(fù)用選擇增加了更大的自由度，提升了系統(tǒng)性能。通過發(fā)射與接收端波束賦形的聯(lián)合優(yōu)化，系統(tǒng)減輕了反饋負(fù)荷，同時降低了復(fù)雜度。
　　 本文還將波束賦形引入多用戶MIMO中，發(fā)揮了波束賦形消除用戶間干擾的優(yōu)點，同時相對于迫

5、零等算法，減輕了閉環(huán)全反饋CSI的反饋負(fù)荷，利用了復(fù)用用戶的空間自由度。
　　 由于系統(tǒng)性能受用戶間空間相關(guān)性的影響，同時考慮到系統(tǒng)激活用戶數(shù)一般大于多用戶空分復(fù)用服務(wù)用戶數(shù)，在波束賦形多用戶空分復(fù)用方案的基礎(chǔ)上，結(jié)合分組多用戶分集。通過多徑賦形波束在用戶間造成的互干擾量度來調(diào)度系統(tǒng)中的激活用戶數(shù)，增加了系統(tǒng)和容量。
　　 針對LTE下行鏈路時隙特征，最后給出了波束賦形多用戶復(fù)用分集在系統(tǒng)存多個下行鏈路時隙的調(diào)度方案。分