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TD-HSPA+MU-MIMO用户调度技术研究

作 者: 赵新洋
导 师: 纪晓东
学 校: 北京邮电大学
专 业: 通信与信息系统
关键词: TD-HSPA+ MU-MIMO 预编码 用户调度 室内环境
分类号: TN929.533
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 42次
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内容摘要


TD-HSPA+(Time Division-High Speed Packet Access Plus,增强时分高速分组接入)系统是TD-SCDMA (Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access,时分同步码分复用接入)系统的演进版本,用于减少传输时延,增强上下行数据业务的传输能力,其关键技术包括MIMO (Multiple Input and Multiple Output,多输入多输出)技术。MIMO技术通过在发射端和接收端配置多根天线,抑制信号的多径衰落,从而可以在不增加带宽的情况下成倍地提高通信系统的容量和频谱利用率,解决了未来移动通信系统大容量高速率传输和日益紧张的频谱资源间的矛盾,成为TD-HSPA+必不可少的组成部分。由于TD-HSPA+系统为TDD模式,上下行位于同一频点上,基站能够利用信道的互异性得到全部信道状态信息,省去大量的信道状态信息反馈。而相比于单用户MIMO,多用户MIMO可以充分利用多用户的分集增益来提升系统性能。目前单用户MIMO技术已经得到了全面和深入的研究,多用户MIMO技术已经逐渐成为业内研究的热点。本文以TD-HSPA+系统下的用户调度算法为主要研究内容,分别针对室外宏小区和室内场景提出了富有针对性的解决方案。首先,本文介绍了TD-HSPA+多用户MIMO系统下采用的两种预编码算法:SVD (Singular Value Decomposition,奇异值分解)和BD (Block Diagonalization,块对角化),并介绍了传统的用户调度算法和用来提高传输正确率的MCS (Modulation and Coding Scheme)预处理方法。之后,本文分别针对SVD预编码和BD预编码的特性提出了优化的调制编码方式选择算法,并针对传统的调度算法中存在的普遍问题提出了种用户调度和调制编码方式选择联合算法。仿真证明,本文所提算法在保证首传正确率的同时大大提升了系统的吞吐量。最后,本文针对TD-HSPA+系统的室内传播模型提出了一种新的调度和用户配对算法。通过将用户动态接入不同基站天线服务列表,以及综合考虑接收天线间的流间干扰和同一接收天线内的码间干扰,所提算法用户公平性好,频谱效率高,适合无线室内传播环境特点。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第1章 绪论  9-18
  1.1 移动通信发展史  9-10
  1.2 3G标准介绍  10-11
    1.2.1 CDMA2000  10-11
    1.2.2 WCDMA  11
    1.2.3 TD-SCDMA  11
  1.3 TD-SCDMA演进路线  11-15
    1.3.1 HSDPA技术  12-13
    1.3.2 HSUPA技术  13
    1.3.3 TD-HSPA+技术  13-15
  1.4 MIMO技术  15-17
    1.4.1 单用户MIMO  16
    1.4.2 多用户MIMO  16-17
  1.5 论文的结构安排  17-18
第2章 单用户/多用户MIMO预编码  18-46
  2.1 单用户MIMO预编码  18-25
    2.1.1 系统模型  18-20
    2.1.2 SVD预编码  20-21
    2.1.3 信道建模、MCS接口及仿真参数  21-24
    2.1.4 仿真结果  24-25
  2.2 多用户MIMO预编码  25-28
    2.2.1 系统模型  25-27
    2.2.2 多用户SVD预编码  27
    2.2.3 多用户BD预编码  27-28
  2.3 传统的用户调度算法  28-34
    2.3.1 SVD预编码仿真结果  29-32
    2.3.2 BD预编码仿真结果  32-34
  2.4 带有MCS Margin的调度算法仿真  34-45
    2.4.1 SVD预编码1dB MCS Margin  35-38
    2.4.2 SVD预编码2dB MCS Margin  38-40
    2.4.3 BD预编码1dB MCS Margin  40-43
    2.4.4 BD预编码2dB MCS Margin  43-45
  2.5 本章小结  45-46
第3章 MU-MIMO用户调度算法  46-65
  3.1 UE端信道质量检测过程  46-47
  3.2 基于SVD预编码的多用户调度算法  47-54
    3.2.1 MCS选择优化算法  48-49
    3.2.2 多用户调度优化算法  49-51
    3.2.3 仿真结果  51-54
  3.3 基于BD预编码的多用户调度算法  54-61
    3.3.1 基于BD预编码的MCS选择优化算法  54-56
    3.3.2 基于BD预编码的多用户调度优化算法  56-58
    3.3.3 仿真结果  58-61
  3.4 仿真结果分析  61-64
    3.4.1 基于SVD预编码的各种算法  61-62
    3.4.2 基于BD预编码的各种算法  62-64
    3.4.3 SVD预编码与BD预编码的对比  64
  3.5 本章小结  64-65
第4章 室内场景的多用户MIMO调度算法  65-73
  4.1 TD-HSPA+室内系统模型  65-66
  4.2 室内调度及用户配对算法  66-70
  4.3 仿真验证及分析  70-72
  4.4 本章小结  72-73
第5章 总结  73-74
参考文献  74-77
致谢  77-78
攻读硕士研究生期间发表的论文  78

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 无线通信 > 移动通信 > 蜂窝式移动通信系统(大哥大、移动电话手机) > 码分多址(CDMA)移动通信
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