LTE系統(tǒng)中的多MIMO技術研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技術利用多根發(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，尤其是點到多點的多用戶MIMO(MU-MIMO)系統(tǒng)不僅便于融合多種物理層技術，還可以通過跨層的解決方式將物理層的技術和上層結合起來，聯(lián)合設計物理層的調制/編碼和鏈路層的功率分配、調度策略等，綜合利用各種時間，頻率和空間資源。MIMO技

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

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編碼算法，比較了ZF，MMSE和BD三種線性預編碼算法，并深入研究了BD預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，在此基礎上提出了一種低復雜度的基于距離的自適應用戶選擇算法，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地在兩者之間折衷優(yōu)化。
　　 為了進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)信道條件通過調整接收天線數(shù)自適應地在單流傳輸與多流傳輸之間轉換。仿真結果表明，基于距離的自適應用戶選擇算法在不同的SNR下均以較低的復雜度表現(xiàn)良好的和速率性能，而多模傳輸方案在犧牲復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、限反饋預編碼成為MU-MIMO的研究熱點問題，如何以較低的復雜度實現(xiàn)可行的性能是本論文在這部分的研究目標。由于酉矩陣預編碼的優(yōu)點，基于碼本的預編碼技術PU2RC是LTE系統(tǒng)中的候選多用戶MIMO方案，但它在用戶數(shù)較少時很難找到合適的用戶并行傳輸。本文中的改進算法自適應反饋用戶碼本算法允許每個用戶根據(jù)自己的信道條件反饋一個或兩個PMI和SINR，以反饋速率的增加換來系統(tǒng)性能的提升，而最大擴展SINR用戶選擇算法則在發(fā)送端根據(jù)各個用戶的反饋