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异质MIMO广播信道自适应传输方法研究

作　者: 杨亥娟
导　师: 邱玲
学　校: 中国科学技术大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多天线广播信道 不完善信道信息 有限反馈 异质用户 反馈差错 吞吐率
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 35次
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内容摘要


在多用户系统中,为了能够向用户提供更加高速、更高质量的多媒体业务,新一代无线通信引入频谱效率高的多天线技术。通过使用发送端波束成型技术以及接收端的接收合并技术,多用户多天线技术可以使系统获得很高的空分复用增益和多用户分集,大幅度的提高了系统吞吐率性能。然而,大部分多天线技术都是基于两个假设:系统发送端具有完善的信道状态信息(CSIT)以及系统所有用户都独立同分布于非相关的瑞利(Rayleigh)衰落。然而在实际系统中,由于用户往往处于不同的通信环境且用户上行反馈信道速率有限,上述的假设很难实现。因此异质用户环境下的有限反馈策略及基于部分信道信息的发送策略成为现在研究的热点。本文就聚焦于具有不完善信道状态信息的异质多用户多天线广播信道,对各种异质多用户场景下,有效信道状态信息获取和高效利用等方面做了深入研究。本文首先对信道分布异质的多用户场景进行深入了研究。对于不同的用户信道分布场景,传统的用户端有限反馈策略将会导致系统反馈开销的浪费。针对这一问题,本文首先提出一种基于信道统计信息的多用户自适应反馈策略。在不同的用户信道分布场景下,根据基站已知的长时统计信息,本文提出的方法可以跟踪信道分布的变化,自适应的改变用户反馈码本的大小以及码字的分布,让其更加有效地对准用户信道方向,大大减少了系统的反馈开销并保持了系统的总体性能。本文还分析了当处于不同的信道环境下的用户存在在同一通信系统中时的多用户调度问题。利用本文提供的分组比例公平调度策略,系统可以在最大化系统吞吐率和用户间公平性问题上得到了很好的折衷。本文还研究了信道参数异质的多用户场景。当系统的用户处于相同的信道分布环境下。当用户端配置多根天线时,本文针对用户信道矩阵秩异质的场景,提出了有限反馈下的多用户自适应多流传输方案。本方法减少了由于用户数的增加来带来的下行控制信令的开销增加问题。另一方面,由于可以根据各用户秩的不同自适应的为各用户选择多流或单流数据发送,本方案大大增加了单用户的吞吐率性能。本方法的另一个优点是接合接收机算法使各用户接收的多个子流之间无干扰,大大减少用户间干扰,提高系统合吞吐率性能。

全文目录


摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第1章 绪论  10-16
  1.1 研究背景  10-13
  1.2 论文的主要贡献和结构  13-14
  1.3 符号说明  14-16
第2章 多天线广播信道  16-26
  2.1 多用户多天线广播信道容量研究  16-17
  2.2 理想环境下的低复杂度容量可达方案  17-21
    2.2.1 迫零脏纸编码.  17-18
    2.2.2 迫零波束成型技术.  18-20
    2.2.3 两种次优传输方案的容量可达性  20-21
  2.3 非理想环境下的低复杂度容量可达方案  21-24
    2.3.1 随机波束成型技术.  21-22
    2.3.2 基于量化码本的迫零波束成型  22-24
  2.4 小结  24-26
第3章 信道分布异质下的多天线广播技术  26-42
  3.1 系统模型  27-29
    3.1.1 信道环境建模.  27-28
    3.1.2 用户信道反馈模型.  28-29
  3.2 RICIAN信道下的自适应反馈方案（AF-RC）设计  29-32
    3.2.1 Rician 信道矢量方向的分布  29-31
    3.2.2 基于信道均值信息的AF-RC 方案  31-32
  3.3 性能分析  32-34
    3.3.1 反馈比特数与K 因子的关系  32-34
    3.3.2 量化误差  34
  3.4 调度方法  34-36
  3.5 仿真结果及分析  36-40
  3.6 小结  40-42
第4章 信道参数异质下的多天线广播技术  42-54
  4.1 系统模型  42-44
    4.1.1 多组正交基随机波束成型  43-44
    4.1.2 调度及发送策略  44
  4.2 有限反馈下的多用户自适应多流传输方案  44-48
    4.2.1 算法描述.  45-46
    4.2.2 接收机反馈算法设计  46-48
    4.2.3 调度算法研究.  48
  4.3 数值仿真与讨论  48-51
  4.4 小结  51-54
第5章 结束语  54-58
参考文献  58-62
攻读硕士学位期间的研究成果  62-64
致谢  64

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 通信 > 数据通信 > 数据传输技术
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