LTE多小区协作MIMO上行检测算法研究

摘要

面对移动通信市场日益增长的需求，3GPP启动了长期演进项目LTE-Advanced。该项目利用了OFDM和MIMO两大关键技术，其中MIMO技术为LTE系统的频谱效率的提升和无线链路传输性能的改善提供了巨大的潜力。但是MIMO技术对多天线蜂窝系统性能的改善受到了小区间干扰（ICI）的严重限制。作为LTE-Advanced的关键技术以及协作通信的重要分支，多小区协作技术可以有效地抑制ICI，提高系统的频谱效率。因此，设计低复杂度高性能的基站协作检测系统成为重要的研究课题。
　　由于多小区协作MIMO系统的天线相互之间距离比较远，上行信号到达基站天线经历的信道一般相关性较小，因此与传统的单小区多用户 MIMO系统相比，多小区协作 MIMO系统具有很多潜在的优势。但在实现时却碰到了很多难题。首先需要解决的是基站的协作方式问题，以尽可能低的基站间的信息反馈实现系统性能的整体优化；其次，对于低复杂度和高性能的检测算法的研究也是需要重点解决的问题。本文从基站协作的容量及潜在优势入手，着重研究了多小区协作MIMO系统上行链路的基站协作方式，然后在单小区多用户基本检测算法的基础上，提出了一种基于联合MMSE与ML的新型上行检测算法。该算法可应用于多种基站协作方式，能够在复杂度可以接受的条件下获得较好的性能。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1背景

1.2 MIMO基本技术

1.3多小区干扰问题

1.4 MIMO检测研究方向

1.5本文主要研究内容及安排

第二章 LTE上行链路系统

2.1上行物理层的关键技术

2.1上行多址接入技术

2.2上行虚拟MIMO技术

2.3本章小结

第三章 单小区MIMO检测技术

3.1 MIMO系统模型及容量分析

3.2 MIMO最优检测算法ML

3.3 MIMO次优检测算法

3.4各算法复杂度比较

3.5本章小结

第四章 多小区基站协作方式

4.1多小区MIMO系统中的干扰模型

4.2基站协作的优势

4.3上行检测的基站协作方式

4.4算法仿真和性能分析

4.5本章小结

第五章 多小区协作上行检测算法

5.1多小区协作MIMO系统上行链路模型

5.2基于联合MMSE与ML的新型上行检测算法

5.3算法仿真和性能分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

致谢