多蜂窝环境下分布式多天线系统下行性能研究

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1、华中科技大学硕士学位论文1绪论1.1移动通信发展现状移动通信起源于无线通信，无线通信的奠基人意大利的马可尼于1895年发明第一台无线电装置。上世纪80年代以后，移动通信系统进入飞速发展时期，从第一代以模拟蜂窝网为主要特征的移动通信系统，到第二代以数字化为主要特征的蜂窝移动系统，基本的业务都主要集中在话音通信.为了支持较高速率的数据业务，90 年代后期出现了构筑在第二代移动通信GSM网络上的GPRSሺ通用无线分组业务技术，即2.5代移动通信技术。第三代移动通信的概念最初由国际电联ሺITUሻ于1985年提出，最初称为未来公众

2、陆地移动通信系统ሺFPLMTSሻ，后改名为IMT 2000，当初的设计目标主要有两个:一是开辟新的频段和采用新的技术，以满足更多用户和更大带宽、更多业务和更高质量的需求;二是要统一全世界的通信标准以实现全球漫游。最终由于各国、各企业间的利益矛盾，3G标准未能实现原来统一制式的初衷，基于CDMA技术的WCDMA, CDMA2000和TD‐WCDMA成为主流标准。移动通信的终极目标是任何人可以在任何时间、任何地点以任意方式高速无缝的接入到无线网络。上世纪90年代，基于TCP/IP协议簇的因特网进入飞速发展时期。正协议为各种高

3、层的应用协议提供了一个可以凌驾于各种通信链路的通用接口，使得不同的网络可以在全球范围内广泛互联。各种应用层的协议立足于IP之上，激活了多种应用包括文件传输、电子邮件、网页浏览以及音频/视频会议的发展和广泛使用。可以预见，为了实现无处不在的无缝互联，今后的移动通信与互联网络技术必将走向融合，无线网络IP化也是今后的发展趋势.未来的无线网络必将承载更高速的业务、提供更丰富的业务类型，而IP协议必将成为未来移动通信核心网的主要网络层协议，基于护的业务也是未来业务应用发展趋势。随着丰富多样的高速数据业务的引入，传统的第二代系统无

4、法有效地支持宽带多媒体业务，当前广泛应用的GSM系统仅能提供最高9.6Kbps的数据率，基于GSM的2.5代GPRS系统也只能提供最高8个GSM业务信道即ሺ8×9.6Kbpsሻ1 华中科技大学硕士学位论文的数据率。在IMT2000中，已经提供了对高速数据率的较好支持，以WCDMA标准为例，理论上静止用户可以获得最高2.048Mbps的数据速率，而高速移动用户也至少可以获得144Kbps的峰值速率。由于实际的3G系统速率达不到理论上的要求，针对3G系统的增强型技术也已经提出，比如WCDMA的HSDPA,HS UPA,CDM

5、A2000的1xEV,TD‐SCDMA也提出相应的增强技术。为了提供更好的用户服务质量和更高的速率，3GPP组织进行了ሺlong‐term evolutionሻ LTE的研究，目的是增强对HSDPA和HSUPA等技术的研究，确保这些无线接入技术在若干年以后，比如在10年或更长时间内仍保持很强的竞争力。UTRA和UTRAN演进的目标是建立一个能获得高传输速率、低等待时间、基于包优化的可演进的无线接入架构。1.2MIMO及相关技术发展现状1.2.1 多入多出天线ሺMIMOሻ 作为无线高速数据传输的关键技术——MIMO，其理论

6、、性能、算法和实现的各方面均被各国学者广泛地进行着研究。在MIMO系统理论及性能研究方面已有一批文献。这些文献已涉及相当广泛的内容，但是由于无线移动通信MIMO 信道是一个时变、非平稳多输入多输出系统，尚有大量问题需要研究。空时编码是MIMO的基本问题，相关文献中已提出了不少MIMO 及空时编码算法。但是为了在4G（第四代）等新一代系统中实际应用MIMO，在空时编码算法研究上还有大量工作要做。新一代无线通信系统计划采用空时处理技术，例如IEEE 802.16.3宽带固定无线接入标准的物理层把空时码作为内码，RS 码作为外

7、码；欧洲WIND‐FLEX 项目研究空时处理用于室内64~100Mbit/s 的无线自适应MODEM。数据速率20Mbit/s、带宽效率提高20%的空时码是4G的重要技术之一。人们正在不断地提出新的或改进的空时编码方法，以改善MIMO性能，减少空时编码系统复杂性，更好地适合新一代无线通信系统的要求和信道实际的情况。除了空时编码及BLAST结构，正交频分复用技术ሺOFDMሻ也被MIMO理念结合起来，用于在MIMO系统中达到更高的频率效率。在MIMO中的盲信道检测2 华中科技大学硕士学位论文也成为近年研究的热点。由于以上几点

8、为本人研究生阶段所主要涉及，下文将分别将对其具体技术调研情况做介绍。1.2.2 空时码ሺSTCሻ与贝尔实验室分层结构ሺBLASTሻ 为了有效利用无线信道的多径效应，我们可以采用分集技术。接收端对发送信号的多个副本合并处理，是无线通信可靠性的重要保证。常用的分集技术包括时间分集（Temporal Diversity）、