MIMO系统中的功率分配与有限反馈技术研究

摘要

如何提供高数据速率、高服务质量的数据传输是未来无线通信系统面临的关键性挑战。MIMO的出现给人们提供了一种全新的思路。它能够提高数据传输的可靠性，而且能增加系统容量。然而，MIMO技术可以提高小区中心用户的吞吐量，却对改善边缘用户性能收效甚微。所以为了提高小区边缘用户的传输性能，提出了多小区协作的概念。
　　 本文对MIMO协作系统中的天线选择、功率分配以及反馈方案进行了研究。首先，对MIMO系统及其关键技术进行了简要的介绍，并在此基础上建立了多小区协作系统模型。接着，对多小区MIMO协作系统中的天线选择方案和功率分配方案进行了研究，提出了一种以用户总容量为优化目标的天线选择和功率分配联合方案，并仿真证明了该方案的优越性。然后，介绍了有限反馈系统，并研究分析了两种静态有限反馈方案，即基于元素量化的有限反馈方案和基于矢量量化的有限反馈方案，并仿真对比了两种方案的性能。最后，研究了多小区动态有限反馈系统，提出了一种全新的根据用户状态分配反馈量的算法，并针对不同场景提出了调整方案。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1现代移动通信系统

1.1.1移动通信系统的发展

1.1.2面向未来的关键技术

1.2 MIMO起源及研究现状

1.3多小区MIMO协作系统概述

1.4本文的主要研究内容和结构安排

第二章MIMO关键技术介绍

2.1 MIMO关键技术

2.1.1 MIMO系统容量

2.1.2 MIMO空时编码

2.1.3仿真结果与分析

2.2下行预编码技术

2.2.1 BD算法

2.2.2 CBF算法

2.2.3仿真结果与分析

2.3凸优化介绍

2.4本章小结

第三章天线选择和功率分配联合优化研究

3.1天线选择算法

3.1.1多小区MIMO系统的天线选择模型

3.1.2基于凸优化的天线选择算法

3.1.3仿真结果与分析

3.2功率分配算法

3.2.1基于凸优化的功率分配算法

3.2.2仿真结果与分析

3.3天线选择和功率分配联合优化算法

3.3.1传统的联合算法

3.3.2基于凸优化的天线选择和功率分配联合算法

3.3.3仿真结果与分析

3.4本章小结

第四章单小区静态有限反馈研究

4.1有限反馈系统介绍

4.2基于元素量化的有限反馈方法

4.2.1元素的均匀量化

4.2.2元素的非均匀量化

4.2.3仿真结果与分析

4.3基于矢量量化的有限反馈方法

4.3.1 RVQ码本的生成

4.3.2 Lloyd码本的生成

4.3.3仿真结果与分析

4.4本章小结

第五章多小区动态有限反馈研究

5.1动态有限反馈的模型介绍

5.2用户总容量优化的动态反馈研究

5.2.1用户总容量优化模型的建立

5.2.2优化模型的求解

5.3.3仿真结果与分析

5.3最差用户容量优化的动态反馈研究

5.3.1通过反馈补偿来优化最差用户

5.3.2最差用户容量优化

5.3.3多目标优化方法来优化用户容量

5.3.4分等级的用户动态反馈

5.3.5仿真结果与分析

5.4用户很多情况下的动态有限反馈

5.4.1基于门限的动态有限反馈

5.4.2仿真结果与分析

5.5本章小结

结束语

致谢

参考文献

研究成果