多天線通信系統(tǒng)中資源調(diào)度關鍵技術研究.pdf

1、隨著無線多媒體業(yè)務、無線網(wǎng)絡和移動計算設備的迅猛發(fā)展,近年來能支持高速數(shù)據(jù)傳輸速率的寬帶移動通信系統(tǒng)成為研究熱點。一些新興的無線傳輸、無線接入技術正在不斷興起,極大地推動了移動通信的發(fā)展。在眾多的無線技術當中,多輸入多輸出(MIMO, Multi-input Multi-output)技術以其獨特的魅力成為最具代表性的技術。MIMO在技術上存在相當大的優(yōu)勢,能夠提高分集增益、增加系統(tǒng)容量,滿足用戶的高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊?。MIMO憑借其突出

2、的技術優(yōu)勢成為了高速無線通信系統(tǒng)一種高效的技術方案,從WLAN到WiMAX,從LTE到B3G,再到超寬帶無線通信技術UWB,以及演進中的LTE-Advanced,MIMO幾乎成了新一代無線通信技術的標志。因此,開展MIMO及其相關技術的研究具有重要的理論意義和實際應用價值。本文首先介紹了寬帶MIMO移動通信系統(tǒng)的基本原理和結(jié)構；討論了空時處理技術、功率分配、子載波分配、用戶選擇、碼本設計和有限反饋控制等。本文針對多天線通信系統(tǒng)資源調(diào)度關

3、鍵技術進行了系統(tǒng)和深入的研究,尤其是發(fā)送端資源最優(yōu)化分配和基于有限反饋的系統(tǒng)控制優(yōu)化設計。發(fā)送端資源最優(yōu)化分配屬于鏈路自適應技術的一種,根據(jù)信道條件調(diào)整資源分配的參數(shù),能夠有效的優(yōu)化多天線系統(tǒng)的無線資源性能。與傳統(tǒng)的靜態(tài)資源分配方案相比較,自適應資源分配采用了最優(yōu)化處理方式,極大了提高了系統(tǒng)性能,滿足不同用戶的速率需求。在此基礎上本文提出了一種聯(lián)合子載波分配、用戶選擇和功率分配的MIMO-OFDM系統(tǒng)的發(fā)射功率最小化算法。計算機仿真結(jié)果

4、表明,該算法在滿足每個用戶速率要求的前提下,使系統(tǒng)的發(fā)射功率最小。針對多用戶多輸入多輸出系統(tǒng)中,基于臟紙編碼的迭代注水算法加權速率和最大化復雜度很高的問題,提出了一種基于迫零-臟紙編碼的低復雜度多用戶資源調(diào)度算法。該算法在發(fā)射功率限制條件下,結(jié)合功率分配和多用戶調(diào)度,根據(jù)信道狀態(tài)信息構造用戶選擇參量,依次選擇用戶。由于只需要有限次循環(huán),同時根據(jù)用戶摒棄準則去除了信道狀態(tài)不好的用戶,從而降低了復雜度。分析了基于有限反饋的空分多址系統(tǒng)中矢量

5、量化的性能,給出了信道方向信息矢量量化誤差分布的數(shù)學表達式。同時得到了正交波束成形空分多址系統(tǒng)中下行信號-干擾比的分布。數(shù)值仿真結(jié)果表明理論分析結(jié)果與實際情況相吻合。并在此基礎上提出了空分多址系統(tǒng)基于有限反饋限制的方法,根據(jù)下行信號-干擾比的分布設置信道矢量量化誤差閾值、信道增益閾值,實現(xiàn)了信道狀態(tài)信息反饋的精確控制。提出了一種新的空分多址多天線系統(tǒng)碼本設計算法,該算法改進了通用型型Lloyd算法,并基于改進型Lloyd算法生成了由一系