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协作MIMO中基于用户的分组算法研究

作　者: 李晨
导　师: 吴伟陵
学　校: 北京邮电大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 协作MIMO 分组算法基于用户 SHO 协作区域仿真
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

协作MIMO是LTE-Advanced的一项关键技术,能够显著增强小区边缘用户的性能,因此受到人们的广泛关注和深入研究,将在未来的第四代移动通信中扮演重要角色。协作MIMO技术的关键是建立相邻小区之间的协作,使协作区域内的基站能够互通信息,从而在上行链路进行信息的联合处理,在下行链路进行预编码等预处理,来消除用户收到的干扰。确定协作区域,是协作MIMO技术的一个重要问题。目前的研究大多采用基于小区的策略,即首先将几个固定的小区分作一组划为协作区域,然后在协作区域内分布用户,并令其在协作MIMO模式下工作；换句话说,协作区域的划分是由网络结构本身决定,与用户的分布无关。基于小区的策略比较易于实现,但显然不是划分协作区域的最优方法,而且它带来的系统增益并不能令人满意。本文通过理论探索和仿真实践,提出一种基于用户的SHO分组算法,将每个用户接收到的各扇区的发送信号由强到弱排列；若某些用户的几个最强信号来自的扇区相同,则将这些用户分为同一组,对应的相同最强扇区即为该组的协作区域。这种算法能够给用户和小区的分组提供更大的自由度,以提高小区协作的效率,并提供显著的性能增益。建立一个简单的下行链路协作MIMO模型并将该算法加入其中(CoMP-SHO),观察仿真结果得知其能够提供良好的系统增益,具有广阔的发展前景。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章绪论  10-24
  1.1 引言  10-12
  1.2 研究背景和技术介绍  12-21
    1.2.1 国际B3G研究工作进展  12-18
      1.2.1.1 LTE简介  12-18
        1.2.1.1.1 LTE的帧结构  12-14
        1.2.1.1.2 LTE的物理资源分配  14-16
        1.2.1.1.3 LTE的其它特征  16-18
      1.2.1.2 LTE-Advanced简介  18
    1.2.2 LTE的关键技术——MIMO技术与OFDM技术  18-21
      1.2.2.1 MIMO技术  18-19
      1.2.2.2 OFDM技术  19-20
      1.2.2.3 OFDM与MIMO的结合  20-21
  1.3 研究动机  21-22
  1.4 论文主要内容及组织结构  22-24
第2章协作MIMO技术和仿真平台介绍  24-32
  2.1 协作MIMO技术简介  24-27
  2.2 3GPP协议中关于协作多点发送和接收的描述  27-28
    2.2.1 下行协作多点发送  27-28
    2.2.2 上行协作多点接收  28
  2.3 仿真平台和仿真参数  28-32
    2.3.1 仿真平台使用的传输模型  28-29
    2.3.2 主要参数和性能指标介绍  29-30
      2.3.2.1 发送功率(Transmit Power)  29
      2.3.2.2 路径损耗(Path Loss)  29-30
      2.3.2.3 信道转移函数(Channel Transfer Function)  30
      2.3.2.4 信干噪比(Signal-Interference-Noise Ratio,SINR)  30
      2.3.2.5 吞吐量(Throughput)  30
    2.3.3 仿真平台的工作流程  30-31
    2.3.4 详细仿真参数  31-32
第3章静态计算干扰信号  32-44
  3.1 理论分析  32
  3.2 仿真方法  32-33
  3.3 仿真参数  33
  3.4 仿真结果  33-42
    3.4.1 信干噪比  33-40
      3.4.1.1 Case 1仿真结果  34-37
      3.4.1.2 Case 3仿真结果  37-40
    3.4.2 吞吐量  40-42
  3.5 结果分析  42-44
第4章基于用户的分组策略  44-72
  4.1 理论分析  45-46
  4.2 Pairing和Tripling分组策略  46-51
    4.2.1 理论分析  46-47
    4.2.2 仿真方法  47
    4.2.3 仿真参数  47-48
    4.2.4 仿真结果  48-50
    4.2.5 结果分析  50-51
  4.3 初级的SHO分组策略(P-SHO)  51-60
    4.3.1 理论分析  51-52
    4.3.2 仿真方法  52-53
    4.3.3 仿真参数  53
    4.3.4 仿真结果  53-59
    4.3.5 结果分析  59-60
  4.4 改进的SHO分组策略(M-SHO和A-SHO)  60-72
    4.4.1 算法描述  60-62
    4.4.2 PRB分配协调  62-72
      4.4.2.1 理论分析  62-65
      4.4.2.2 仿真方法  65
      4.4.2.3 仿真参数  65
      4.4.2.4 仿真结果  65-70
        4.4.2.4.1 PRB分配协调的比较  65-68
        4.4.2.4.2 PRB利用率统计  68
        4.4.2.4.3 用户比例统计  68-70
        4.4.2.4.4 丢弃用户数目统计  70
      4.4.2.5 结果分析  70-72
第5章使用SHO分组策略的协作MIMO技术(CoMP-SHO)  72-82
  5.1 理论分析  72-75
    5.1.1 发送模型  72-74
    5.1.2 接收模型  74-75
  5.2 仿真方法  75
  5.3 仿真参数  75
  5.4 仿真结果  75-79
  5.5 结果分析  79-82
第6章总结  82-84
参考文献  84-86
致谢  86-88
攻读学位期间发表的学术论文目录  88

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