基于信道预测的时变TDD-MIMO信道互易性补偿方法

摘要

MIMO技术在提高无线通信系统容量和可靠性上具有的巨大优势，使其成为未来移动通信普遍采用的技术之一。采用时分双工(TDD)的MIMO系统可以利用上下行信道的互易性，使得基站能够直接根据估计得到的上行信道状态信息进行下行发端预处理，而不需要额外的反馈开销。但是信道的时变特性将导致信道互易性的损失，使TDD系统的优势无法发挥。
　　 论文分析了信道时变对TDD-MIMO通信系统信道互易性的影响，在此基础上提出了相应的补偿方法。本文主要内容如下：
　　 1.分析了时变空间信道模型NE-3GPP SCM(newly extended-3GPP spatialchannel model)，及TDD系统的帧结构，并在此基础上通过仿真讨论了时变信道的特性；
　　 2.基于奇异值分解(SVD)方法，分别推导了信道时不变和信道时变情况下的系统容量公式，并进行了仿真验证，仿真结果表明，采用预编码方式时，信道时变严重影响了系统误码率和容量性能，信道互易性损失；
　　 3.为了补偿时变信道引起的信道互易性的损失，给出了基于信道预测的补偿方法，仿真结果表明，该方法能够补偿信道时变造成的TDD-MIMO信道互易性的损失，有效提高TDD-MIMO误码率性能和容量。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1 IMT-Advanced发展状况

1.2研究目的及意义

1.3本文内容安排

第二章TDD-MIMO系统原理

2.1 MIMO-OFDM技术

2.1.1 MIMO技术

2.1.2 OFDM技术

2.1.3 MIMO与OFDM的结合

2.2 TDD技术

2.2.1 TDD的原理

2.2.2 TDD的特点

2.3移动无线信道的统计特性

2.3.1多径效应

2.3.2多普勒效应

2.4本章小结

第三章信道时变对TDD-MIMO通信系统信道互易性的影响

3.1时变信道模型

3.1.1单链路MIMO系统模型

3.1.2时变空间信道模型

3.2信道时变引起的信道不互易对TDD-MIMO系统容量的影响

3.2.1时不变情况下基于SVD方法的系统容量

3.2.2时变情况下基于SVD方法的系统容量

3.3仿真结果及分析

3.3.1系统仿真流程

3.3.2上下行链路信道不互易时系统性能

3.4本章小结

第四章基于信道预测的TDD-MIMO通信系统信道互易性补偿方法

4.1常用信道预测方法

4.1.1预测信道冲激响应

4.1.2预测信道特征模式

4.1.3 AR预测模型

4.2 TDD-MIMO系统帧结构介绍

4.3结合TDD-MIMO系统帧结构的信道预测

4.3.1直接预测法

4.3.2递推预测法

4.3.3仿真结果及分析

4.4本章小结

结束语

致谢

参考文献