下行分布式天线系统信道性能与传输策略的研究

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1、ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofDoctorofPhilosophyinEngineeringResearchonChannelPerformanceandTransmitStrategiesofDownlinkDistributedAntennaSystemPh.D.Candidate：CaoXiMajor：Information&CommunicationEngineeringSupervisor：Prof.ZhuGuangxiCo-Supervisor：Ass.P

2、rof.LiuYingzhuangHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaApril,2008独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到，本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国

3、家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_____年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学博士学位论文摘要下一代移动通信系统需要支持高频谱效率、高速率、高可靠性的数据传输，并满足不同用户、不同业务的服务质量(QoS,QualityofService)需求。在空中接口方面，正交频分复用(OFDM,OrthogonalFrequ

4、encyDivisionMultiplexing)技术、多输入多输出(MIMO,Multiple-InputMultiple-Output)技术被广泛认为是未来移动通信系统的关键技术。而在系统架构方面，大部分现有蜂窝无线通信系统始终采用集中式天线架构，无法从根本上满足未来无线通信发展对信道容量、信号质量和覆盖范围的需要。分布式天线系统在系统架构上天然地具备了均匀覆盖、高系统容量、低发射功率等优势，为下一代移动通信系统在系统架构上提供了一个很好的解决方案，成为新的研究热点。在此背景下，本论文以下行分布式天线系统为研究课题，结合MIMO技术、OFDM技术，研究了该系统的信道模型和传输策

5、略。论文首先研究了传统分布式天线系统的系统模型，然后在此基础上提出了微蜂窝结构分布式天线系统(MC-DAS,Micro-CelluarDistribuetdAntennaSystem)，并从信息论的角度对其下行信道模型进行了理论分析，研究结果表明，相对于传统集中式天线系统，MC-DAS在信道容量，误符号率和系统覆盖方面有明显优势。这部分对分布式天线系统模型和下行信道模型的研究为后续研究提供了理论基础。然后，论文将分布式天线系统与MIMO技术相结合，研究了下行分布式天线系统中的基于空间复用和空间分集的传输策略。给出了分布式MIMO系统模型，并针对该系统，在空间相关信道下提出了一种新的

6、STBC-VBLAST(SpaceTimeBlockCoding-VerticalBell-labsLayeredSpaceTime)组合方案。该组合方案充分利用了分布式天线系统在天线架构上的特点和优势，实现了下行分布式天线系统在空间分集增益和空间复用增益上的有效折中。随着MIMO技术的引入，分布式天线系统的实现复杂度大大增加，为了降低复杂度，论文研究了下行分布式天线系统的天线选择技术。基于传统集中式MIMO系统中天线选择的研究成果，论文根据下行分布式天线系统的天线架构，提出了一种新的分级天线选择策略，该策略结合了基于最大路径衰落的分布式天线簇选择和基于置I华中科技大学博士学位论文

7、换QR分解的簇内天线选择算法，研究证明，这种分级天线选择策略能在有效降低系统复杂度和算法复杂度的同时，获得良好的信道容量增益。为了满足宽带无线通信的要求，论文还将OFDM技术与分布式天线系统相结合，给出了基于OFDM的下行分布式天线系统模型，并在此系统模型上首先研究了单用户下行分布式天线系统中基于误码率最小化的恒定比特率(CBR,ConstantBitRate)比特加载算法和基于传输速率最大化的可变比特率(VBR,VariableBitRate)比特加载算法，然后研究