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SU/MU-MIMO系统中的预编码和反馈技术研究

作　者: 陈熙
导　师: 罗汉文
学　校: 上海交通大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 多输入多输出多用户信道质量指示码本设计预编码用户选择联合设计
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

SU/MU-MIMO技术的使用,可以充分发掘多天线配置下的空间分集和复用增益,从而有效地提高系统容量和稳定性。在MIMO系统中,采用基于多用户多天线码本的预编码技术,可以有效地降低用户间干扰。而MIMO系统的有限反馈技术,通过量化反馈信息的方式,在降低反馈开销的同时,尽量减少了系统性能的损失。因此,深入研究SU/MU-MIMO系统中的预编码和反馈技术,具有重要的理论意义和实际应用价值,这也是目前学术界和产业界所关注的热点之一。本文着重研究了以下三种技术:SU-MIMO系统的CQI反馈技术、MU-MIMO系统的CQI反馈技术以及MU-MIMO系统的预编码和用户选择联合设计方案。在SU-MIMO系统中,传统的CQI选择算法只适用于特定信道,且只采用SNR一种参考量,因此在现实系统中不适用。针对这些缺陷,本文重新设计了覆盖SU-MIMO系统真实信道的CQI选择方法。该方法引入多径时延拓展作为新的参考量,能够更准确地反映当前信道质量,有效地提高了CQI选择的精确度;同时以通信块误码率为指标,自适应地进行CQI收敛操作,保证了算法的收敛性。仿真结果表明,该方法能获得比已有方法更好的CQI选择精度和更快的算法收敛速度,进而获得了更高的SU-MIMO系统吞吐率。在MU-MIMO系统中,用户需要反馈单用户CQI和多用户CQI两个反馈量,以便基站能在单用户和多用户两种模式间切换。传统的MU-MIMO系统CQI反馈方法,以线性方式量化SNR和SINR,并分别将两者作为单用户CQI和多用户CQI进行反馈。这类方法要付出较大的系统反馈开销,但是对系统性能未能达到有效的提升。本文针对已有方法的不足,提出了一种能在差分反馈算法和比例反馈算法间自适应切换的CQI反馈方法,设计了适用于MU-MIMO系统的CQI自适应反馈流程。理论分析和系统仿真证明,本文所提出的CQI自适应反馈方法,在有效降低系统反馈开销的同时,对反馈精度有一定地提升。本文研究了MU-MIMO系统中预编码和用户选择的联合设计方案。通过采用基于DFT矩阵的码本设计,充分拓展了码本中码字的正交性,从而增强了系统用户调度的灵活性。为了更好地发挥该码本的优势,本文设计了与之相适应的、基于正交用户组的预编码方案。仿真结果表明,本文所设计的联合设计方案能直接提高同时调度用户的个数,并能够获得比现有方法更好的系统吞吐率性能。随着无线通信需求的发展,通信系统对技术的要求逐步提高。因此,本领域还有许多值得进一步研究的方向,包括:考虑信道量化误差的CQI/PMI计算和反馈方法,基站端对反馈量的优化重建方法,考虑不同无线业务QoS需求的预编码策略,以及多小区协作场景中的有限反馈策略等。

SU/MU-MIMO系统中的预编码和反馈技术研究

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