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1、多用戶多小區(qū)下行MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：曹杰指導(dǎo)教師：楊力生研究員廖勇博士專業(yè)：電路與系統(tǒng)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)通信工程學(xué)院二O一五年四月PrecodingTechniquesforMultiuserMulticellDownlinkMIMOSystemsAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementfortheMaster'sofDegreeAcademicByJIECAOSupervisorByProf.LishengYangDr.
2、YongLiaoSpecialty:CircuitandSystemCollegeofCommunicationEngineeringofChongqingUniversity,Chongqing,China.April2015中文摘要摘要多入多出(MultipleInputMultipleOutput,MIMO)是指收發(fā)雙方都配置多根天線的信號處理技術(shù)。在提升無線通信系統(tǒng)物理層頻譜效率方面，MIMO技術(shù)是目前最有效的手段。由于受到終端大小、功耗等限制，終端一般都配置比較小的天線數(shù)，導(dǎo)致點到點MIMO技術(shù)受限。多用戶MIMO技術(shù)的提出能夠有效地解決上述問題。另外，為了提升頻譜效
3、率，未來無線通信系統(tǒng)趨向于全頻率復(fù)用，這就導(dǎo)致用戶受到嚴重的干擾，包括小區(qū)內(nèi)干擾和小區(qū)間干擾。預(yù)編碼技術(shù)是消除多用戶、多小區(qū)MIMO系統(tǒng)中的干擾的有效方法。另一方面，多用戶、多小區(qū)下行MIMO系統(tǒng)中，如果要完全消除用戶收到的干擾，基站(BaseStation,BS)需要獲得理想信道狀態(tài)信息(ChannelStateInformation,CSI)。而在通信應(yīng)用中，BS只能獲得非理想CSI。本文針對非理想CSI以及預(yù)編碼性能問題，主要做了如下工作：①研究非理想CSI下的多用戶下行MIMO系統(tǒng)魯棒波束成形問題。首先提出一種基于最小均方誤差(MinimumMeanSquareErro
4、r,MMSE)的多用戶下行MIMO系統(tǒng)魯棒波束成形算法，該算法適用于集中式多用戶MIMO系統(tǒng)。然后提出了一種基于信號泄露的MMSE的分布式魯棒波束成形算法。兩種算法均考慮信道估計誤差、量化誤差和延時誤差，通過仿真驗證了本文所提兩種算法相比傳統(tǒng)MMSE算法均具有更好的魯棒性。②研究基于塊對角化(BlockDiagonalization,BD)的多小區(qū)協(xié)作下行MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼算法。首先介紹基于BD的網(wǎng)絡(luò)MIMO預(yù)編碼算法和基于BD的多小區(qū)協(xié)作MIMO預(yù)編碼算法。并提出一種基于BD的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO預(yù)編碼算法，BS只需要共享邊緣用戶CSI，極大減少了CSI回傳，且本算法中
5、采用CSI有限反饋，本文還分析了CSI有限反饋所導(dǎo)致的速率損耗。③研究非理想CSI下的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO系統(tǒng)雙層魯棒預(yù)編碼算法。針對第4章所提出的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO系統(tǒng)BD預(yù)編碼算法，在非理想CSI環(huán)境下系統(tǒng)速率損耗較大的問題，提出一種具有魯棒性的多小區(qū)部分協(xié)作下行MIMO雙層預(yù)編碼算法，該算法內(nèi)層預(yù)編碼算法使用干擾清零算法消除邊緣用戶所受到的小區(qū)間干擾，這屬于多小區(qū)部分協(xié)作范疇；外層預(yù)編碼使用魯棒信漏噪比(SignaltoLeakageandInterferenceRatio,SLNR)算法消除小區(qū)內(nèi)干擾。所提算法相比第4章所提算法，不僅保留了CSI需求較少的
6、優(yōu)點，還能夠減少速率損耗，極大提升系統(tǒng)和速率以及用戶的誤碼率性能。④研究基于用戶服務(wù)質(zhì)量(QualityofService,QoS)的多小區(qū)協(xié)作下行MIMOI重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文魯棒波束成形問題。提出一種基于QoS約束的最小化發(fā)送功率和泄露功率之和的多小區(qū)協(xié)作下行MIMO波束成形設(shè)計，并利用上下行鏈路對偶性，獲得了一種復(fù)雜度較小的迭代算法。仿真結(jié)果表明，在同樣目標信干噪比(SignaltoInterferenceplusNoiseRatio,SINR)約束下，本文所提算法相比傳統(tǒng)的多小區(qū)下行協(xié)作波束成形算法，BS需要的發(fā)射功率更小。關(guān)鍵詞：預(yù)編碼，多用戶，多小區(qū)協(xié)作，上下行對偶
7、性II英文摘要ABSTRACTMultipleinputmultipleoutput(MIMO)isasignalprocessingtechnologywhichboththesenderandthereceiverconfiguremultipleantennas.MIMOtechnologyisthemosteffectivemeansinimprovingthespectralefficiencyofphysicallayerforwirelesscommunicationsyste
