發(fā)布時間：2018-11-07 11:01

【摘要】：MIMO(Multi-Input-Multi-Output)技術能夠提供更多的空間自由度,在相同的時頻資源上以空間復用的方式,利用多根天線同時傳輸多流數據,是一種增加系統容量的必要方法。MU-MIMO技術在同一時頻資源服務多個用戶,是傳統SU-MIMO技術的多用戶擴展。在下行數據傳輸時,如果基站已知下行信道狀態(tài)信息,就可以通過預編碼技術對發(fā)送信號進行預處理,將多用戶干擾在發(fā)射端提前消除或者抑制,從而實現多用戶通信,并充分發(fā)掘系統多用戶分集增益,提高下行MU-MIMO系統的性能。預編碼技術的重要前提是發(fā)射機知道當前時刻的信道狀態(tài)信息,并且信道狀態(tài)信息的準確程度,對蜂窩系統的性能有重要的影響。在FDD系統中,上下行信道使用的是不同的頻點,因此不存在信道的互易性。發(fā)射機無法直接獲取下行的信道狀態(tài)信息,只能依靠來自接收機的信道反饋信息。D2D通信技術具有短距離通信和直接通信的特點,使得距離比較近的用戶可以通過一定的方式共享本地信息。為MU-MIMO通信系統的進一步優(yōu)化提供了一種新的思路。本文主要研究基于終端協同的MU-MIMO技術。將D2D通信技術引入現有MU-MIMO系統中,優(yōu)化現有下行MU-MIMO系統中,因MU之間沒有信息交互,各UE上行鏈路反饋能力有限,及下行預編碼矢量的不完全正交性等因素引起的諸多問題。本文希望借助UE間的D2D鏈接,輔助MU-MIMO解決上述問題,形成MU-MIMO+D2D的具有競爭力的方案,提高現有蜂窩系統容量,推動MU-MIMO+D2D的標準化以及商用化。具體包括如下幾個方面:首先,通過對傳統的各種基于碼本和基于非碼本的預編碼方案的分析,給出終端協同MU-MIMO新系統的潛在性能分析。其次,分析現有MU-MIMO系統存在的問題。如MU-MIMO配對概率低、CQI失配問題、多用戶間干擾大、上行反饋量大等問題。第三,從聯合信道估計的角度給出終端協同的新方案。基于Rank-2碼本提出了一種基于廣播模式的終端協同MU-MIMO增強方案。基于Rank-1碼本提出了一種解決CQI失配問題的MU-MIMO增強方案。第四,從聯合接收增強的角度給出終端協同的改進接收方案。分別基于檢測數據和列范數交互提出終端協同干擾刪除改進接收方案。第五,研究了基于終端協同的用戶配對。分析了終端協同用戶配對理論上限的計算方法,基于共享的本地CSI信息,提出了最大SU容量配對、最大奇異值配對及基于碼本正交性配對等方案。最后,對上述新方案的吞吐性能等指標進行仿真比較。
[Abstract]:MIMO (Multi-Input-Multi-Output) technology can provide more spatial degrees of freedom, using multiple antennas to transmit multi-stream data simultaneously on the same time-frequency resources in a spatial multiplexing manner. MU-MIMO technology serves multiple users in the same time-frequency resource and is a multiuser extension of traditional SU-MIMO technology. When the downlink data is transmitted, if the base station knows the downlink channel state information, it can preprocess the transmitted signal by pre-coding technology, eliminate or suppress the multi-user interference in advance at the transmitter, and realize multi-user communication. And fully explore the system multi-user diversity gain, improve the performance of downlink MU-MIMO system. The important premise of precoding technology is that the transmitter knows the channel state information at the current time and the accuracy of the channel state information has an important effect on the performance of cellular system. In FDD systems, the uplink and downlink channels use different frequency points, so there is no channel reciprocity. The transmitter can not directly obtain the downlink channel state information, and can only rely on the channel feedback information from the receiver. D2D communication technology has the characteristics of short distance communication and direct communication. So that closer users can share local information in a certain way. It provides a new idea for the further optimization of MU-MIMO communication system. This paper mainly studies MU-MIMO technology based on terminal collaboration. The D2D communication technology is introduced into the existing MU-MIMO system, and the existing downlink MU-MIMO system is optimized. Because there is no information exchange between MU, the uplink feedback ability of each UE is limited. And some problems caused by the incomplete orthogonality of the downlink precoding vector. This paper hopes to use D2D links between UE to assist MU-MIMO to solve the above problems, to form a competitive solution of MU-MIMO D2D, to increase the capacity of existing cellular systems, and to promote the standardization and commercialization of MU-MIMO D2D. It includes the following aspects: firstly, the potential performance of the new cooperative MU-MIMO system is analyzed by analyzing the traditional precoding schemes based on codebook and non-codebook. Secondly, the existing problems of MU-MIMO system are analyzed. For example, the MU-MIMO pairing probability is low, the CQI mismatch problem, the multi-user interference is big, the uplink feedback quantity is large and so on. Thirdly, a new scheme of terminal collaboration is proposed from the point of view of joint channel estimation. A cooperative MU-MIMO enhancement scheme based on broadcast mode is proposed based on Rank-2 codebook. Based on Rank-1 codebook, a MU-MIMO enhancement scheme to solve CQI mismatch problem is proposed. Fourth, from the point of view of joint reception enhancement, the improved receiving scheme of terminal cooperation is given. Based on the interaction of detection data and column norm, the improved receiving scheme of terminal cooperative interference deletion is proposed. Fifth, user pairing based on terminal collaboration is studied. Based on the shared local CSI information, the maximum SU capacity pairing, maximum singular value pairing and code-based orthogonality pairing are proposed. Finally, the performance of the new scheme is simulated and compared.
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN919.3

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本文編號：2316147