LTE下行MIMO模式自适应切换技术的研究

摘要

多输入多输出（MIMO）系统为了实现空间分集，在发送设备和接收设备上配置了多根天线，这样能够很好的提高无线通信系统的传输速率和频谱效率。第三代合作伙伴（3rd Generation Partnership Project,3GPP）通过开展第三代移动通信系统的长期演进（Long Term Evolution,LTE）项目，以适应移动通信行业的发展。MIMO是LTE项目中的一项关键技术，受到了广泛关注和研究。
　　LTE中定义了8种MIMO传输模式。当UE移动速度较慢，并且信道环境较好时，闭环MIMO传输方案带来的吞吐量增益良好；而当UE移动速度较快，并且传输信道信噪比较高时，可以采用开环MIMO方案。当信道的质量较高时，eNodeB（LTE基站）为了提高系统吞吐量，可以使用空间复用的方案；而当信道质量较低特别是信道相关性较强时，提高传输的可靠性，应采用传输分集方案。但没有任何一种传输模式能适应所有无线信道环境的场景，所以为了能够同时满足传输质量和吞吐量的要求，需要根据实际信道特性对传输模式进行动态的切换。由于用户在移动且需求具有异构性，信道状态也具有时变性，基站以及终端在满足传输可靠性的前提下，需根据传输环境的变化迅速地切换到符合信道条件的传输模式，提高频谱利用率，增加系统容量。但是LTE协议中没有给出MIMO传输模式间切换算法和方法。
　　本文旨在研究LTE系统下行链路MIMO模式间的切换技术。提出TM2（传输模式2）与TM3（传输模式3）和TM2（传输模式2）与TM4（传输模式4）之间的切换算法。并编写C代码对算法进行实现，分别给出了L3（RRC层，Radio Resource Control：无线资源控制）判决模式切换流程、TM2切换到TM3流程、TM3切换到TM2流程以及开关配置流程。最后搭建实验测试平台，在此平台上测量模式间切换门限值，并对模式间切换功能进行验证。实验结果表明，LTE下行MIMO模式TM2与TM3和TM2与TM4之间的切换技术得以实现。

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第1章 绪 论

1.1研究背景

1.2本文主要工作

1.3 论文章节安排

第2章 LTE信道与MIMO传输模式研究

2.1 LTE系统架构

2.2移动衰落信道

2.3 LTE下行MIMO传输模式

2.4不同MIMO传输模式下信道容量仿真

第3章 下行MIMO模式自适应切换算法的研究

3.1模式间切换理论依据

3.2 模式间切换的流程

3.3 TM2与TM3的传输模式切换算法

3.4 TM2与TM4的传输模式切换算法

第4章 下行MIMO模式自适应切换算法实现及测试

4.1 MIMO模式切换算法实现

4.2 MIMO模式间切换实验测试

4.3本章小结

第5章 总结与展望

5.1 总结

5.2 展望

致谢

参考文献