基于有限反饋的多用戶MIMO技術(shù)研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO, Multi-Input Multi-Output)是下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵技術(shù)之一,通過實現(xiàn)空分復用和多用戶分集,可以提高系統(tǒng)傳輸速率和穩(wěn)定性。MIMO系統(tǒng)在通信過程中需要反饋信道狀態(tài)信息,這會占用一定的頻帶資源并降低系統(tǒng)的效率。基于有限反饋的多用戶MIMO技術(shù),在保證系統(tǒng)傳輸性能的前提下,能夠高效、合理地節(jié)省反饋資源。因此,基于有限反饋的多用戶MIMO技術(shù),可以應用于下一代無線通信系統(tǒng),滿足各種無線多媒體業(yè)

2、務、無線網(wǎng)絡和移動計算設備的要求,而成為一個重要的研究課題。本文首先對基于有限反饋的多用戶MIMO系統(tǒng)進行了建模分析,并介紹了本文所涉及的系統(tǒng)性能指標。在此基礎上,深入研究了基于有限反饋的多用戶MIMO系統(tǒng)中以下三個方面：最大化系統(tǒng)傳輸速率的有限反饋傳輸性能優(yōu)化設計、系統(tǒng)穩(wěn)定性和傳輸速率聯(lián)合最優(yōu)的有限反饋跨層設計和蜂窩系統(tǒng)上行鏈路反饋方案。在有限反饋傳輸性能優(yōu)化設計中,本文針對提升系統(tǒng)傳輸速率,改進了基于正交波束成形的預編碼碼本,并在此

3、基礎上研究了低復雜度有限反饋方案。同時,本文將反饋分成用戶調(diào)度和預編碼設計兩個階段,提出在不同階段分別使用基于正交波束成形和迫零波束成形的預編碼,由此得出兩階段有限反饋方案。通過系統(tǒng)傳輸速率下界的推導和仿真驗證,本方案在提升傳輸速率的同時,降低了反饋量。在有限反饋跨層設計中,本文針對系統(tǒng)穩(wěn)定性和傳輸速率聯(lián)合最優(yōu)方法進行了研究。建立了基于有限反饋的跨層設計模型,提出各用戶使用傳輸速率估計值作為信道質(zhì)量信息(CQI)反饋,并改進了常用的跨層

4、設計效用函數(shù)。仿真結(jié)果證明,與已有跨層模型相比,該模型在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,總傳輸速率更高,更接近于以最大化傳輸速率為目的的傳輸性能優(yōu)化模型。本文針對LTE中8天線MIMO系統(tǒng),對上行鏈路反饋方案做了相關研究。提出了一種新的參考信號分配方案和對應的信道估計方法,實現(xiàn)每根天線使用3個參考信號完成信道估計。同時,本文還提出了一種新的用戶端碼本匹配算法,該算法在碼本匹配時,能夠按照一定準則刪除部分待選碼字,減少了匹配次數(shù),降低了算法復雜度。本文