lte系统迭代接收和自适应传输技术的研究

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1、摘要为了满足未来移动通信系统对更高数据传输速率的迫切需求，3GPP组织近年来肩动了通用移动通信系统(UMTS)的长期演进(LTE)项目。LTE改进并增强了空口接入技术，下行链路使用正交频分多址(OFDMA)和多输入多输出(MIMO)相结合的技术，能够有效对抗频率选择性衰落并显著提高系统吞吐量，上行链路使用以DFT-s．OFDM为核心的单载波频分多址(SC．FDMA)技术，具有较低的峰均比(PAPR)，从而增加小区的覆盖范围。本论文针对LTE系统开展达代接收算法和MlMO自适应传输技术的研究。首先研究LTE上行

2、链路的迭代接收算法。该迭代接收算法根据Turbo原理将检测和译码联合起来，利用各自产生的软信息作为先验信息分别进行检测和译码，其关键在于设计检测中的均衡器算法。旨在获得复杂度和性能的折中。根据LTE上行链路SC．FDMA传输系统的特殊结构，研究了低复杂度的MMSE均衡器算法，并在非理想信道估计情况下，提出了考虑信道估计存在误差的MMSE均衡器算法。仿真结果表明，迭代接收机可以显著提高U’E上行链路的接收性能，逼近MIMO信道容量，当信道估计非理想时，采用考虑信道估计存在误差的MMSE均衡器算法的迭代接收机在几

3、乎不增加复杂度的前提下仍可以获得显著的性能增益。接着本文研究迭代接收算法的并发实现结构，并将其应用军LTE上行链路接收机中。在传统的串行迭代接收机中，既存在检测器与译码器之间的迭代，也存在译码器内部的迭代，检测和译码交替进行，两者的串行工作方式导致了较低的硬件使用效率和较长的处理延时。根据迭代接收的特点，提出迭代接收算法的并发实现结构，在该实现结构中，检测器与译码器并发工作，并通过交织器与解交织器实时交互软信息。针对LTE上行链路提出了相应的并发接收方案，仿真表明，与串行迭代接收机相比，采用并发实现结构的迭代

4、接收机可以有效的降低迭代接收的处理时延，实时的软信息交互能够在达到同样误帧率的条件下，有效减少译码器内部迭代的次数。最后本文研究LTE下行链路自适应MIMO传输算法。针对LTE下行链路预编码MIMO．OFDM系统模型，推导了迭代接收机中基于MMSE准则的软输入软输出均衡器算法。并从该均衡算法出发，以最大化MIMO信道的传输速率为曰标，在接收端利朋统计信道状态信息进行预编码与秩的联合选择以及编码调制模式(MCS)的选择，以有限反馈的方式将预编码矩阵指示(PMI)、秩指示(RI)和信道质量指示(CQI)反馈军发送

5、端，并在发送端利用接收到的反馈信息进行自适应传输，从而形成LTE下行链路自适应MIMO传输的完整技术方案。仿真表明，在LTE下行链路进行自适应MIMO传输并配合迭代接收算法，能够显著提高整个系统的吞吐量。关键词：LTE，MIMO，OFDMA，SC．FDMA，迭代接收，并发实现结构，自适应传输，预编码选择，秩选择，自适应编码调制ABSRACTABSTRACTTbmeettherequirementforhigh-speeddatatransmissioninfuturemobilecommunicationsy

6、stems，theLongTermEVoIution(LTE)ofUniversalMobiIeTelecommunicationsSystem(UMTS)hadbeenstartedby3rdGenerationPannershipProject(3GPP)inrccentyears．Theairinterf．aceisimproVedandenhancedinI』Especincation．OrthogonaIFrequencyDivisionMuI．tipleAccess(OF【)MA)iscombin

7、edwithMultipIe-InputMultipIe·Output(MIM0)technoIogyfordownlinktransmission，whichcanbeef俺ctiVelyagainstf．requency．selectivef．adingandim．proVethesystemthroughputsignincantly．SingleCarrierFrequencyDivisionMuItipIeAccess(SC-FDMA)technologyisutilizedinupI．nkcomm

8、unicationstoincreasecellcoverageareaforitsIowerPeak-to·AVeragePowerRatio(PAPR)．Inthisthesis，iterative佗ceiveralgo“thmsandMIMOadaptiVetransmissiontechniquesinL1rEsystemareinvestigated．FirstIy'iteratiVere