LTE-Advanced上行MIMO預(yù)編碼技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、目前國內(nèi)3大運(yùn)營商都在積極部署LTE商用網(wǎng)絡(luò),并陸續(xù)開始正式運(yùn)營。3GPP提出了LTE的演進(jìn)方案LTE-A,在LTE-A上行引入閉環(huán)空分復(fù)用傳輸模式,將原來的上行單天線傳輸擴(kuò)展為最高可支持4層的MIMO傳輸。由于上行傳輸引入了MIMO技術(shù),需要分析預(yù)編碼算法對系統(tǒng)性能的影響。
　　本文首先介紹了LTE-A上行物理層基本概念和上行多天線相關(guān)技術(shù),為后續(xù)章節(jié)上行MIMO預(yù)編碼仿真鏈路的搭建提供理論支撐。
　　本文研究了LTE-A

2、上行MIMO碼本預(yù)編碼技術(shù),由于LTE-A已經(jīng)設(shè)計(jì)好了上行傳輸預(yù)編碼碼本,目前主要的研究內(nèi)容為碼本選擇算法。通常的碼本選擇算法的處理顆粒是子載波或者帶寬子帶,反饋數(shù)據(jù)量比較大。本文分析比較了常見的基于性能度量和基于右奇異矩陣匹配這兩類算法在窄帶預(yù)編碼矩陣索引(PMI)和寬帶PMI選擇上的性能。此外,本文設(shè)計(jì)了一種基于迫零接收機(jī)的碼本選擇改進(jìn)算法,通過最小化最大噪聲信號功率,該算法可以獲得最佳的接收信噪比,在窄帶PMI反饋模式下BER與理

3、想的最優(yōu)預(yù)編碼器只有約1dB的性能差距。
　　本文還深入研究了LTE-A上行MIMO非碼本預(yù)編碼技術(shù),介紹了基于信道對角化、三角化和柵格縮減輔助這三類預(yù)編碼信號處理方案,并通過PUSCH基帶信號處理平臺進(jìn)行算法仿真。對角化預(yù)編碼可以消除數(shù)據(jù)流之間的干擾,但需要使用額外的功率分配算法來平衡“病態(tài)”子信道?；趲缀尉捣纸?GMD)或(均勻信道分解)UCD的三角化預(yù)編碼方案可以獲得等增益的子信道,柵格縮減輔助預(yù)編碼算法利用信道變換提高

4、了傳輸信道的正交性,因而這兩類算法不需要進(jìn)行額外的功率分配即可獲得更好的BER性能。此外,在特征值分解(EVD)預(yù)編碼方案的基礎(chǔ)上,本文改進(jìn)了基于LDLH分解的預(yù)編碼方案,該方案基于MMSE準(zhǔn)則進(jìn)行設(shè)計(jì),在“注水”功率分配時頻譜效率約有0.6bps/Hz的增益。
　　最后,本文基于Xilinx KC705開發(fā)板對LTE-A上行預(yù)編碼算法進(jìn)行了FPGA設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并通過功能仿真和搭建的軟硬件驗(yàn)證平臺驗(yàn)證了算法電路的正確性。時序分析結(jié)