学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

基于WiMAX-2网络多基站协作多用户MIMO的研究

作　者: 韩玉喜
导　师: 沙毅
学　校: 东北大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: WiMAX-2网络多基站协作联合预编码联合检测用户选择
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载

内容摘要

2011年4月1日,IEEE正式批准802.16m成为下一代WiMAX标准,也即是WiMAX-2网络的诞生,并与LTE-Advanced—同成为了4G技术标准。WiMAX-2网络仍然支持MIMO技术,以多个发送、接收单元进行数据的同步传输,提高了传输速率、覆盖范围和系统容量。在网络环境好的情况下,WiMAX-2网络的下行数据传输速率可以达到1Gbps,此外WiMAX-2网络也支持高速率移动模式,其在高速移动状态下也可保持在100Mbps左右。多基站协作多用户MIMO是WiMAX-2标准中新增加的一项很重要的干扰抑制技术,通过多个基站联合处理,对小区间干扰进行预消除,并且多基站协作技术已经成为4G移动通信必须支持的技术,在802.16m标准和LTE-Advanced网络中都得以体现。本文为了对多基站协作MIMO技术进行系统的研究,阐述了MIMO相关的理论基础,如分集、空分复用等,并且提出了多基站协作MIMO的分组方案,搭建了WiMAX-2仿真平台,采用系统级静态仿真方案验证所做算法的有效性和合理性。针对多基站协作MIMO下行链路,在发射端采用了预编码算法对其进行干扰预消除,文中对现行的经典预编码算法进行了仿真分析,包括DPC、ZF、MMSE、BD算法,并将预编码算法应用到多基站协作中,仿真结果表明,JT-BD算法是性能最优的线性预编码算法。为了进一步提升系统容量,对用户选择方案进行了相关研究,并将JT-BD算法与用户选择方案相结合,逼近了DPC的容量域,实现了系统性能和复杂度之间的折中,提高了下行多基站协作技术的实用性。针对多基站协作MIMO上行链路,在接收端采用了线性联合检测算法来消除用户间的干扰,分别对基于ZF准则和MMSE准则的检测算法进行了研究和仿真分析,并将其与串行干扰消除技术相结合,仿真结果表明MMSE-SIC检测算法在相同情况下得到的系统BER性能最好；最后将其与用户选择方案相结合,进一步提升系统BER性能和吞吐率。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究背景  11-14
    1.1.1 WiMAX-2网络的特点  12
    1.1.2 WiMAX-2网络的基本需求  12-14
  1.2 多基站协作MIMO概述  14-15
  1.3 相关工作介绍  15-17
第2章 WiMAX-2网络及MIMO理论  17-29
  2.1 WiMAX-2网络功能性需求  17-19
  2.2 MIMO相关理论  19-25
    2.2.1 分集技术  19-21
    2.2.2 空分复用  21-22
    2.2.3 基于码本的预编码  22-25
  2.3 多基站协作系统模型  25-29
    2.3.1 静态分组方案  26-27
    2.3.2 动态分组方案  27-29
第3章搭建WiMAX-2仿真平台  29-43
  3.1 WiMAX-2仿真平台的总体设计  30-31
  3.2 初始化模块的具体实现  31-32
  3.3 链路开销模块的具体实现  32-36
    3.3.1 天线模型的选择  32-33
    3.3.2 路径损耗模型  33
    3.3.3 阴影衰落模型  33-34
    3.3.4 小尺度衰落模型  34
    3.3.5 空间信道模型  34-36
  3.4 业务模块的具体实现  36-37
  3.5 调度模块的具体实现  37-38
  3.6 干扰模块的具体实现  38-39
  3.7 HARQ模块的具体实现  39-42
  3.8 WiMAX-2平台参数  42-43
第4章多基站协作MIMO下行发射端干扰消除技术  43-69
  4.1 MIMO预编码理论  44-51
    4.1.1 非线性预编码  44-46
      4.1.1.1 脏纸编码  45-46
    4.1.2 线性预编码  46-51
      4.1.2.1 迫零预编码  46-47
      4.1.2.2 块对角化预编码  47-49
      4.1.2.3 MMSE预编码  49-50
      4.1.2.4 仿真分析  50-51
  4.2 单小区处理  51-53
    4.2.1 单小区处理模型  51-52
    4.2.2 仿真分析  52-53
  4.3 基于多基站间协调的单基站预编码  53-59
    4.3.1 PMI协调技术  53-55
      4.3.1.1 PMI协调技术方案  54-55
      4.3.1.2 仿真分析  55
    4.3.2 小区间干扰置零  55-59
      4.3.2.1 干扰置零方案  57-58
      4.3.2.2 仿真分析  58-59
  4.4 多基站联合处理  59-65
    4.4.1 多基站协作的干扰消除算法  60-64
    4.4.2 联合处理算法性能分析  64-65
  4.5 多基站协作下的用户选择策略  65-69
    4.5.1 基于容量的用户选择算法  65-66
    4.5.2 基于弦距离的用户选择算法  66-67
    4.5.3 基于用户选择的联合处理性能分析  67-69
第5章基站协作MIMO上行接收端检测技术  69-79
  5.1 联合检测算法介绍  69-72
    5.1.1 最大似然检测  70
    5.1.2 线性检测算法  70-72
      5.1.2.1 基于ZF准则  70-71
      5.1.2.2 基于MMSE准则  71
      5.1.2.3 串行干扰消除  71-72
  5.2 多基站联合检测  72-79
    5.2.1 单小区处理  72-73
    5.2.2 多基站协作检测算法  73
    5.2.3 仿真分析  73-77
    5.2.4 检测算法与用户选择相结合  77
    5.2.5 仿真分析  77-79
第6章总结与展望  79-81
  6.1 本文总结  79
  6.2 展望  79-81
参考文献  81-85
致谢  85

基于WiMAX-2网络多基站协作多用户MIMO的研究

内容摘要

全文目录

相似论文