多用戶MIMO用戶調(diào)度方法及性能分析.pdf

1、在現(xiàn)代無(wú)線移動(dòng)通信中,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)技術(shù)通過(guò)空間復(fù)用可以有效增大系統(tǒng)的頻譜利用率和系統(tǒng)容量,因此被廣泛使用在3GPP LTE/LTE-Advanced、IEEE WiMAX和WLAN等無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)中。
　　空間復(fù)用技術(shù)是下行多用戶MIMO能夠有效提高頻譜效率的重要手段,但由于受到移動(dòng)終端間協(xié)作通信實(shí)現(xiàn)的限制,使得下行通信中終端聯(lián)合解碼難以實(shí)現(xiàn),為了避免下行終

2、端的聯(lián)合解碼,有研究人員提出發(fā)送端的波束成形處理技術(shù)。另一方面,基站選擇合理的用戶組合進(jìn)行接入通信是有效提高空間復(fù)用效率的另一重要環(huán)節(jié)。
　　而在上行 MIMO鏈路中,由于受到終端尺寸和天線復(fù)雜度的制約,難以在終端實(shí)現(xiàn)多根天線的配置。虛擬MIMO(Virtual MIMO, V-MIMO)技術(shù)的誕生使得這一難題的解決成為了可能。V-MIMO技術(shù)是使多個(gè)終端可以同時(shí)在相同的時(shí)頻資源上進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,在基站側(cè)看來(lái),終端側(cè)的多個(gè)單天線組成

3、了多天線從而與多天線的基站構(gòu)成了MIMO結(jié)構(gòu),由此可以利用空間分集和空間復(fù)用技術(shù),提高上行通信的可靠性和總的系統(tǒng)容量。其中,如何選擇共信道用戶是虛擬MIMO技術(shù)的關(guān)鍵,這直接影響了V-MIMO系統(tǒng)的總體性能。這是因?yàn)槎嘤脩鬗IMO系統(tǒng)的性能不可避免地受到用戶間干擾的限制,選擇合適的用戶可以減小用戶間的干擾從而提高虛擬MIMO系統(tǒng)的頻譜效率;反之,用戶選擇的不合適,系統(tǒng)性能可能還不如未配對(duì)的情況。
　　無(wú)論下行還是上行MIMO鏈路,

4、如何選擇用戶和設(shè)計(jì)波束成形向量都成為關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。波束成形的做法是在傳輸端用戶數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)傳輸信道之前乘以預(yù)編碼向量,或者是在接收端的數(shù)據(jù)在經(jīng)過(guò)處理之前乘以接收波束成形向量,這樣處理使得發(fā)送或接收數(shù)據(jù)的主瓣可以同對(duì)應(yīng)用戶信道方向保持一致,同時(shí)減少該數(shù)據(jù)對(duì)其他用戶的干擾。合理設(shè)計(jì)波束成形向量可以有效消除或減少用戶間的共信道干擾。這些技術(shù)要求傳輸端掌握準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息,但是在實(shí)際操作中,信道估計(jì)誤差是不可避免的,在非完美的信道狀態(tài)信息下,魯

5、棒性便成為波束成形和用戶調(diào)度中的重要課題。
　　本文將從多用戶MIMO中的波束成形和用戶調(diào)度兩方面進(jìn)行研究,主要工作如下:
　　首先總結(jié)現(xiàn)有多用戶MIMO用戶調(diào)度和預(yù)編碼技術(shù)的研究現(xiàn)狀,分析現(xiàn)有技術(shù)特點(diǎn)和適用情況。
　　其次,總結(jié)了幾種傳統(tǒng)的多用戶MIMO線性預(yù)編碼技術(shù)和用戶調(diào)度算法,并對(duì)幾種傳統(tǒng)的用戶調(diào)度算法進(jìn)行了仿真對(duì)比,分析了各個(gè)調(diào)度算法的適用場(chǎng)景和性能差異。
　　然后在多用戶MIMO下行信道中,由基于SL