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文檔簡介
1、多天線技術因為在提高系統(tǒng)容量與頻譜效率,提升系統(tǒng)傳輸性能等方面的優(yōu)越性而逐漸受到關注。無線通信也從對頻率域、時間域、碼域的研究逐漸拓展到空間域。多天線技術在利用空時信道環(huán)境的空間特性上具有與生俱來的優(yōu)越性。
智能天線技術在多天線技術中因其優(yōu)越的空間辨識能力,已經成為3GTD-SCDMA中的關鍵技術。具備通過波束賦形,增強期望信號,抑制干擾信號,實現(xiàn)空分多址(SDMA)的能力。并且隨著研究的進步,逐步從窄帶進入了寬帶智能天線
2、領域。
MIMO多天線技術,隨著研究的深入,逐漸從單用戶MIMO系統(tǒng)拓展到多用戶MIMO系統(tǒng),從室內多散射不相關應用環(huán)境拓展到室外相關信道環(huán)境中。因其高頻譜效率以及優(yōu)越的傳輸性能,已經成為LTE乃至下一代無線通信的關鍵技術之一。
然而當MIMO多天線技術從室內到室外,隨著無線信道環(huán)境的改變,空間相關性將顯著影響MIMO系統(tǒng)的容量與可靠性。對天線隔離度的需求也增加了工程施工的難度。因此MIMO多天線技術從開環(huán)發(fā)
3、展到利用信道反饋進行閉環(huán)預處理的自適應階段。能否有效降低信道相關性的影響,同時降低反饋負荷與算法復雜度,成為MIMO技術應用的關鍵因素。
本文先從空時無線信道出發(fā),推導了基于統(tǒng)計特性空時信道模型下的空時相關系數(shù)。給出了不同參數(shù)對空間相關性的影響。同時分析了同用戶多徑角度擴展與多徑間獨立性的關系,為后續(xù)章節(jié)的研究提供基礎。
在多徑相互獨立的前提下,本文提出了單用戶波束賦形空分復用方案。第一種方案通過發(fā)射波束賦形
4、與門限接收切換波束賦形,同時獲得了空時無線信道中的空分復用增益與空間分集增益,提高系統(tǒng)的性能與容量。第二種方案在總結第一種方案應用局限性的前提下,提出了將雙極化多天線極化分集與發(fā)射波束空分復用相結合的方案,為發(fā)射波束空分復用選擇增加了更大的自由度,提升了系統(tǒng)性能。通過發(fā)射與接收端波束賦形的聯(lián)合優(yōu)化,系統(tǒng)減輕了反饋負荷,同時降低了復雜度。
本文還將波束賦形引入多用戶MIMO中,發(fā)揮了波束賦形消除用戶間干擾的優(yōu)點,同時相對于迫
5、零等算法,減輕了閉環(huán)全反饋CSI的反饋負荷,利用了復用用戶的空間自由度。
由于系統(tǒng)性能受用戶間空間相關性的影響,同時考慮到系統(tǒng)激活用戶數(shù)一般大于多用戶空分復用服務用戶數(shù),在波束賦形多用戶空分復用方案的基礎上,結合分組多用戶分集。通過多徑賦形波束在用戶間造成的互干擾量度來調度系統(tǒng)中的激活用戶數(shù),增加了系統(tǒng)和容量。
針對LTE下行鏈路時隙特征,最后給出了波束賦形多用戶復用分集在系統(tǒng)存多個下行鏈路時隙的調度方案。分
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