多天線通信系統(tǒng)中資源調(diào)度關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線多媒體業(yè)務(wù)、無線網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)計(jì)算設(shè)備的迅猛發(fā)展,近年來能支持高速數(shù)據(jù)傳輸速率的寬帶移動(dòng)通信系統(tǒng)成為研究熱點(diǎn)。一些新興的無線傳輸、無線接入技術(shù)正在不斷興起,極大地推動(dòng)了移動(dòng)通信的發(fā)展。在眾多的無線技術(shù)當(dāng)中,多輸入多輸出(MIMO, Multi-input Multi-output)技術(shù)以其獨(dú)特的魅力成為最具代表性的技術(shù)。MIMO在技術(shù)上存在相當(dāng)大的優(yōu)勢(shì),能夠提高分集增益、增加系統(tǒng)容量,滿足用戶的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。MIMO憑借其突出

2、的技術(shù)優(yōu)勢(shì)成為了高速無線通信系統(tǒng)一種高效的技術(shù)方案,從WLAN到WiMAX,從LTE到B3G,再到超寬帶無線通信技術(shù)UWB,以及演進(jìn)中的LTE-Advanced,MIMO幾乎成了新一代無線通信技術(shù)的標(biāo)志。因此,開展MIMO及其相關(guān)技術(shù)的研究具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。本文首先介紹了寬帶MIMO移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構(gòu)；討論了空時(shí)處理技術(shù)、功率分配、子載波分配、用戶選擇、碼本設(shè)計(jì)和有限反饋控制等。本文針對(duì)多天線通信系統(tǒng)資源調(diào)度關(guān)

3、鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究,尤其是發(fā)送端資源最優(yōu)化分配和基于有限反饋的系統(tǒng)控制優(yōu)化設(shè)計(jì)。發(fā)送端資源最優(yōu)化分配屬于鏈路自適應(yīng)技術(shù)的一種,根據(jù)信道條件調(diào)整資源分配的參數(shù),能夠有效的優(yōu)化多天線系統(tǒng)的無線資源性能。與傳統(tǒng)的靜態(tài)資源分配方案相比較,自適應(yīng)資源分配采用了最優(yōu)化處理方式,極大了提高了系統(tǒng)性能,滿足不同用戶的速率需求。在此基礎(chǔ)上本文提出了一種聯(lián)合子載波分配、用戶選擇和功率分配的MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射功率最小化算法。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果

4、表明,該算法在滿足每個(gè)用戶速率要求的前提下,使系統(tǒng)的發(fā)射功率最小。針對(duì)多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)中,基于臟紙編碼的迭代注水算法加權(quán)速率和最大化復(fù)雜度很高的問題,提出了一種基于迫零-臟紙編碼的低復(fù)雜度多用戶資源調(diào)度算法。該算法在發(fā)射功率限制條件下,結(jié)合功率分配和多用戶調(diào)度,根據(jù)信道狀態(tài)信息構(gòu)造用戶選擇參量,依次選擇用戶。由于只需要有限次循環(huán),同時(shí)根據(jù)用戶摒棄準(zhǔn)則去除了信道狀態(tài)不好的用戶,從而降低了復(fù)雜度。分析了基于有限反饋的空分多址系統(tǒng)中矢量

5、量化的性能,給出了信道方向信息矢量量化誤差分布的數(shù)學(xué)表達(dá)式。同時(shí)得到了正交波束成形空分多址系統(tǒng)中下行信號(hào)-干擾比的分布。數(shù)值仿真結(jié)果表明理論分析結(jié)果與實(shí)際情況相吻合。并在此基礎(chǔ)上提出了空分多址系統(tǒng)基于有限反饋限制的方法,根據(jù)下行信號(hào)-干擾比的分布設(shè)置信道矢量量化誤差閾值、信道增益閾值,實(shí)現(xiàn)了信道狀態(tài)信息反饋的精確控制。提出了一種新的空分多址多天線系統(tǒng)碼本設(shè)計(jì)算法,該算法改進(jìn)了通用型型Lloyd算法,并基于改進(jìn)型Lloyd算法生成了由一系