協(xié)同分布式MIMO無線網(wǎng)絡關鍵技術研究.pdf

1、分布式天線系統(tǒng)能夠降低天線發(fā)射功率，并利用宏分集有效地對抗陰影衰落。MIMO技術可以充分利用空間維度，在不增加頻譜資源的前提下，顯著地提高系統(tǒng)容量。但是，在多小區(qū)的場景下，由于小區(qū)間干擾的存在，使得MIMO技術并不能達到理論上的性能。協(xié)同通信技術能夠降低小區(qū)間干擾，進一步提升系統(tǒng)性能。協(xié)同分布式MIMO無線網(wǎng)絡，將MIMO技術、分布式天線系統(tǒng)、協(xié)同通信技術的優(yōu)點結合了起來。近年來，協(xié)同分布式MIMO系統(tǒng)應用的研究，引起了學術界與標準化組

2、織的廣泛關注，在3GPPLTE與LTE-Advanced標準之中，協(xié)同分布式MIMO系統(tǒng)也被稱為CoMP，即協(xié)同多點傳輸。
　　 本文研究協(xié)同分布式MIMO無線網(wǎng)絡的關鍵技術，具體工作包括以下三個方面:
　　 首先，分布式MIMO系統(tǒng)容量分析。為了清晰地從理論上進行容量分析，詳細地介紹了分布式MIMO系統(tǒng)的信道特性，即復合信道。在此基礎之上，分單小區(qū)與多小區(qū)兩種場景進行容量分析。根據(jù)基站側與用戶端配置天線個數(shù)的不同，單小

3、區(qū)具體分為SISO、SIMO與MIMO三種情況，對于前面兩種情況，給出了用戶SNR的概率密度函數(shù)和遍歷容量的理論表達式，對于MIMO的場景，由于理論分析比較復雜，只給出了Monte-Carlo仿真圖像。多小區(qū)容量分析根據(jù)基站側RAU信號發(fā)送方式的不同，分為選擇性單天線傳輸與覆蓋式傳輸兩種情況，給出了用戶SINR的概率密度函數(shù)、累積分布函數(shù)、遍歷容量的理論表達式，并且使用Monte-Carlo方法對系統(tǒng)性能進行仿真分析。
　　 然

4、后，研究協(xié)同分布式系統(tǒng)天線選擇。在分布式天線系統(tǒng)中，為了利用宏分集，就必然需要多個遠端天線同時發(fā)送用戶信號。這里的協(xié)同天線選擇是指同時選擇哪些RAU向用戶發(fā)送信號。本章在前人研究的基礎之上，以遍歷容量為性能衡量標準，提出了一種算法復雜度較低的自適應的天線選擇算法。只考慮1個天線發(fā)送用戶信號，兩個天線發(fā)送用戶信號，三個天線發(fā)送用戶信號的情況。最后根據(jù)用戶到遠端天線單元的信道大尺度信息，計算相應發(fā)送方式的遍歷容量，然后，選擇遍歷容量最大的信

5、號傳輸方式。通過仿真分析說明，該算法以相對較低的復雜度，降低了系統(tǒng)干擾，提高了系統(tǒng)容量。
　　 最后，研究多用戶協(xié)同波束成型。具體指的是協(xié)同基站聯(lián)合優(yōu)化各自的波束成型向量，減少小區(qū)間相互干擾使，得用戶的信息速率之和最大。研究場景中，基站側配置多天線，用戶配置單天線，并用假設每個小區(qū)中只有一個激活用戶，這種信道稱為多輸入單輸出高斯干擾信道(MISO-IC)。具體研究的算法有MRT算法、ZF算法、VSINR算法、Iterative算