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多用户多天线系统下行传输技术研究

作　者: 闻春燕
导　师: 张朝阳
学　校: 浙江大学
专　业: 信息与通信工程
关键词: 多用户多天线有限信道反馈预编码用户选择码书设计有效吞吐量
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 52次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

多天线技术是目前移动通信领域公认的一种可以有效提高频谱效率的无线通信技术。多天线技术利用其独有的空间自由度,在没有占用额外频段资源以及时间资源的情况下,可以达到更高的通信速率和更好的通信质量,或者可以在传输速率和传输可靠性之间取一个折中。本论文研究了多用户多天线通信系统中的下行传输技术。对多用户多天线通信系中的有限信道反馈技术、预编码技术以及用户选择技术的研究做出了一定的贡献。本论文主要研究了以下工作：首先,本文研究了多天线系统中的有限信道反馈技术,提出了一种基于现有的矩阵码书产生“值”码书的方法,该方法可以在多用户系统中有效地反馈信道增益信息,基站可以用这些信息进行用户选择或用户识别。本文在介绍了几种常见的有限信道反馈技术后,重点研究了在多天线系统中应用地比较广泛的基于码书的有限信道反馈技术,阐述了这种反馈技术的基本策略与方法,并且详细讨论了两种非常重要的码书设计方法：矢量量化码书的设计方法与Grassmann码书设计方法。本文也对所研究的基于码书的信道反馈方法进行了仿真分析。其次,本文研究了多用户多天线系统中的预编码方法。详细阐明了可以达到信息论容量的脏纸编码方法以及在下行多天线系统中可以实现脏纸编码容量的迫零脏纸编码技术。考虑到实际的系统中实现脏纸编码不太可行,本文讨论了种复杂度比脏纸编码低一些的Tomlinson-Harashima预编码方法。另外,本文研究了两种线性预编码方法,一种是最近应用得较多的Block Diagonalization预编码方法；另一种是比较新颖的Signal to jamming plus noise Ratio预编码方法。Block Diagonalization预编码可以有效地消除多用户系统中多用户之间的干扰。Signal to jamming plus noise Ratio预编码则可以同时抑制多用户系统中用户间的干扰与系统本身的噪声。本文在对所研究的预编码方法进行仿真分析后得出的结论是：在实际的多用户多天线系统中,采用线性预编码方法可以在系统的性能、系统的反馈量以及系统的实现复杂度这三者间取得比较好的折中。最后,本文研究了下行多用户多天线系统的用户选择策略,其中包括贪婪用户选择策略、准正交用户选择策略和启发式G-S正交用户选择策略。在此基础上本文创造性地提出了一种不完善信道信息条件下的下行多用户多天线系统的优化传输方案。这种优化传输方案通过基于“值”码书反馈的信息进行最优用户集的选择,再对最优用户集中的用户用矩阵码书反馈的方法获得其信道信息并进行预编码传输。这种传输方案可以在保证通信可靠性的基础上显著地减少系统的反馈量,增加系统的有效吞吐量。

多用户多天线系统下行传输技术研究

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