極高速毫米波wlanieee802.11aj系統(tǒng)中的多用戶mimo技術(shù)研究

1、R E S E A R C H o N I E E E 8 0 2 ·1 1 A JS T A N D A R D A N D M U ．M I M oT E C H N o L o G Y F o R U 1 月R A ．H I G HR A T E M I L L I M E T E R W L A NA D i s s e r t a t i o nS u b m i t t e d t oS o u t h e a s

2、 t U n i v e r s i t yF o r t h e A c a d e m i c D e g r e e o f M a s t e r o f E n g i n e e r i n gB YC h e n P e n gS u p e r v i s e d b yP r o f ．Y a n g L u x iS c h o o lo f I n f o r m a t i o n S c i e n c ea

3、n d E n g i n e e r i n gS o u t h e a s t U n i v e r s i t y摘要摘要近年來，針對(duì)2 ．4 G H z 、5 G H z 頻段通信業(yè)務(wù)集中和頻譜稀缺的情況，毫米波無線通信憑借其頻段內(nèi)豐富的可用帶寬引起了人們極大的關(guān)注，國內(nèi)外的研究機(jī)構(gòu)和設(shè)備廠商均開展了大量的研究。隨著人們對(duì)通信速率要求的日益增長(zhǎng)，I E E E8 0 2 ．1 1 工作組于2 0 1 2 年正式采納了中國提出

4、的建議，成立了I E E E8 0 2 ．1 l a j 任務(wù)組，專門針對(duì)中國毫米波頻段制定下一代無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。作為W L A N 系列的新標(biāo)準(zhǔn)，I E E E 8 0 2 ．1 1 a j 也主要關(guān)注物理層傳輸技術(shù)以及M A C 層的接入技術(shù)。I E E E 8 0 2 ．1 la j 標(biāo)準(zhǔn)支持兩種物理層類型，單載波物理層( S CP H Y ) 和正交頻分復(fù)用物理層( 0 F D M P H Y ) 。S CP H Y 可以實(shí)現(xiàn)更

5、低的功耗以及低復(fù)雜度的收發(fā)機(jī)，同時(shí)I E E E8 0 2 ．1 l a j 標(biāo)準(zhǔn)首次在W L A N 中引入了單載波多輸入多輸出( S CM I M O ) 傳輸方案；而O F D M P H Y 可以在頻率選擇性信道中實(shí)現(xiàn)更好的性能。本文主要針對(duì)O F D M P H Y 傳輸方案的關(guān)鍵技術(shù)展開研究。I E E E8 0 2 ．1 1 a i 標(biāo)準(zhǔn)支持多用戶M I M O ( M U ．M I M O ) 技術(shù)，在相同帶寬條件下能夠

6、為多個(gè)用戶傳輸數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，與之前的W L A N 系列標(biāo)準(zhǔn)相比，其優(yōu)勢(shì)在于系統(tǒng)帶寬的顯著提升，數(shù)據(jù)傳輸速率可高達(dá)數(shù)G b i t ／s ，為室內(nèi)多媒體應(yīng)用帶來更完備的高清音視頻解決方案。M U ．M I M O 技術(shù)中的關(guān)鍵問題是利用用戶反饋的信道狀態(tài)信息設(shè)計(jì)多用戶預(yù)編碼來消除用戶之間的干擾。隨著系統(tǒng)帶寬的顯著增加，多用戶預(yù)編碼所需要的信道狀態(tài)信息的反饋量也成倍增加，制約著整個(gè)系統(tǒng)性能的提升。有效地降低反饋開銷是優(yōu)化系統(tǒng)性能的關(guān)鍵。本文也

7、將研究基于信道奇異矩陣V 的有限反饋多用戶預(yù)編碼方案。結(jié)合以上問題，本文研究的主要工作如下：l 、研究了I E E E8 0 2 ．1 l 萄標(biāo)準(zhǔn)中的室內(nèi)無線信道模型，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)草案中的物理層幀結(jié)構(gòu)，重點(diǎn)研究了信令字段的規(guī)劃和設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)在O F D M 模式下的基帶處理流程；又對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中基本的單用戶M I M O 技術(shù)，包括空時(shí)塊編碼技術(shù)和波束成形技術(shù)，及其信道信息反饋問題和相應(yīng)的M A C 層協(xié)議進(jìn)行了分析和討論。2 、提出了一種新的適