协作通信系统中有限反馈技术研究

摘要

多小区协作通信技术是指多个基站通过回传链路彼此共享用户信息从而进行协同传输，因为回传链路带宽是有限的，可以只在基站间交换用户信道状态信息,分析证明这种协作通信技术在复杂度、回传开销和性能增益方面提供最佳折中。在单小区系统中，用户对有限带宽的反馈链路进行估计并且反馈一条信道的信道状态信息，但在多小区协作情况下，每个用户都需要反馈链路来发送多条信道的信道状态信息，因此需要研究有限反馈技术来最大化蜂窝网络中的性能增益。
　　本文研究了协作通信系统中的有限反馈技术。首先研究了协作通信中的单用户码字选择方案，分析了联合码字选择和独立码字选择能获得的系统吞吐量，得出了独立码字选择方案与联合码字选择方案相比复杂度更低的结论，联合码字选择方案在反馈开销和系统吞吐量之间达到折中。独立码字选择存在相位模糊，对相位信息进行反馈可以有效改善系统吞吐量。
　　其次，研究了协作通信中的多用户码字选择方案。考虑到多用户CoMP信道是非对称的，根据单小区码本和CDI计算出协作多点传输信道的信道方向信息矢量的量化误差，接着介绍了联合码字选择方案和优化的联合码字选择方案，同时研究了独立码字选择方案准则，多用户独立码字选择存在相位模糊，所以反馈相位模糊信息能改善系统性能。最后提出了反馈比特分配方案，量化全局信道的总比特数是固定的，为每个移动设备的本地和非本地信道设计优化的比特分配方案来最小化全局信道方向信息的平均量化误差，因为不同单小区信道方向信息对全局信道方向信息贡献程度不同，接着提出了串行码字选择方案，分析和仿真说明所提出的方案在复杂度和性能方面达到折中。
　　最后，研究了多小区协作系统的下行链路开销减小方案。在系统中避免低质量信道用户反馈它们的信道状态信息，研究了基于SNR绝对门限的开销减小方案，基于调度的BLR算法和基于ZF预编码的BLR算法，最后提出了基于SNR相对门限的开销减小方案，该方案在吞吐量和开销之间提供折中。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1 背景和研究意义

1.2 CoMP下的有限反馈研究现状

1.3 本文的组织架构

第二章 CoMP下的有限反馈技术概述

2.1 引言

2.2 基于码本的有限反馈方法

2.3 单用户CoMP下基于有限反馈的预编码方案

2.4 多用户CoMP下基于有限反馈的预编码方案

2.5 本章小结

第三章 协作通信中的单用户码字选择方案

3.1 引言

3.2 单用户协作多点传输系统模型

3.3 量化反馈的吞吐量分析

3.4 仿真

3.5 反馈开销和选择复杂度分析

3.6 本章小结

第四章 协作通信中的多用户码字选择方案

4.1 引言

4.2 多用户协作多点传输系统

4.3 构造CoMP的CDI结构

4.4 基于单小区码本的量化

4.5 多用户码字选择方案改进

4.6 反馈开销和选择复杂度分析

4.7 本章小结

第五章 多小区协作系统的下行链路减小开销方案设计

5.1 引言

5.2 多小区协作处理中的反馈和回传开销

5.3 系统模型

5.4 多小区协作线性预编码

5.5 开销减少方案

5.6 基于SNR相对门限的开销减少方案

5.7 数值结果

5.8 本章小结

第六章 总结与展望

6.1 论文总结

6.2 未来工作展望

参考文献

附录 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢