协作多点多用户时偏补偿算法研究与性能分析

摘要

随着IMT-Advanced技术的演进，新一代宽带无线通信领域中出现了一系列的新技术。协作多点通信技术是一个颇具前瞻性的概念，旨在提高小区边缘用户的通信质量。在协作多点多用户通信系统中，通过基站间协作降低干扰对系统性能的影响，带来增益。但是面临的问题是协作多点技术给系统带来的增益是在系统完全同步的理想情况下产生的，而在实际系统中，由于用户的移动性，协作多点多用户通信系统的符号定时同步会出现偏差，带来码间干扰，严重影响系统服务质量。本文针对该问题，对协作多点多用户通信系统的时偏补偿算法进行了研究，并对其性能作了详细的分析，所取得的主要研究成果为：
　　1.对协作多点多用户通信系统的符号定时偏差的补偿算法进行了研究。提出了一种基站实现预补偿，用户实现后补偿的增强型联合补偿算法。在证明协作多点多用户的时偏不能完全消除的情况下，增加了剩余时偏量在可容忍的时偏范围内的约束，建立带约束优化方程，完成了增强型的符号定时偏差补偿算法的建模。
　　2.根据建立的带约束优化方程，对求解算法进行了研究。研究了两种算法，一个是广义逆矩阵显示封闭求解，一个是带约束的矩阵QR分解循环迭代的开放式求解。重点研究了 LSQR分解法，对基本的求解方法做了改进，引入约束条件，采用循环迭代的方式进行计算，最终计算得到各个预补偿值和后补偿值。
　　3.利用计算机，以 LTE-A下行链路为例进行了仿真，对增强型时偏补偿算法的性能进行了验证。仿真结果表明两种优化求解算法均能实现时偏补偿方法，降低了系统的误码率。对两种优化求解算法的消耗时间与补偿性能进行了对比。
　　4.针对协作多点多用户的信号开销对系统的性能影响进行了分析。针对时偏补偿算法的开销信息和剩余时偏量对系统用户吞吐量的影响分别进行了研究，并用计算机仿真。结果表明选择适当协作基站数和进行时偏补偿的重要性。

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第一章 绪论

1.1新一代的宽带无线移动通信技术概况

1.2协作多点传输领域的现状概述

1.3协作多点通信符号时间同步的研究背景和意义

1.4论文的主要内容及章节安排

第二章 协作多点通信系统理论阐述

2.1协作多点的基础概念

2.2 协作多点种类的划分

2.3 协作小区的分簇技术

2.4 协作多点的反馈机制

第三章 协作多点多用户通信系统模型

3.1 MIMO系统原理

3.2 空时编码

3.3 OFDM/OFDMA基本原理

3.4 预编码方案

3.5 符号定时同步偏差估计

3.6 系统模型的总结

第四章 协作多点多用户的增强型时偏补偿算法

4.1 增强型时偏补偿算法

4.2 最优化问题的求解

4.3 时偏补偿算法的仿真分析

第五章 协作多点多用户信号开销的性能分析

5.1 时偏补偿算法开销对吞吐量的影响

5.2 剩余时偏对系统吞吐量的影响

5.3 开销及剩余时偏量对吞吐量影响的性能仿真

第六章 结论和展望

6.1 研究结论

6.2研究展望

参考文献

致谢

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