LTE系统非再生MIMO中继应用技术分析

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1、西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：1．本文在现有的基于MMI和MAMMSE准则的中继预编码优化设计方案的基础上，提出了基于MS玳R准则的非再生MIMO中继系统中继预编码设计方案，其最佳中继预编码矩阵将MIMO中继信道对角化为若干个并行SISO子信道，相关优化问题转换为不同子信道间的功率分配问题。基于MSINR准则的优化设计是一种介于基于MMI和MA．MMSE准则的优化设计之间的MIMO中继预编码方案，可以有效平衡MIMO中继通信对可靠性能和系统遍历容量的要求。

2、本文还粗略分析了直达链路存在时的中继预编码优化设计方案的松弛实现。2．本文深入对比了JSR预编码方案和OR预编码方案对系统性能的影响。JSR方案因信源中继预编码的联合优化而能实现更优的系统遍历容量和均方误差。当信源符号等于发送天线时，OR方案实现简单，节省功耗，可靠性能优势明显，因而更适用于移动通信系统上行链路，此时中继天线配置是OR方案性能的重要制约因素；当发送符号小于发送天线时，JSR方案因信源预编码的线性优化能获得较好的可靠性能，而OR方案因缺少信源预编码而不适用于此场景。3．本文分析了基于MMI、MAM

3、MSE和MSINR准则的中继联合预编码优化设计方案适用于TD．LTE中继下行链路，且预编码性能严重依赖于信道估计结果的准确性。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本文在导师指导下独立进行的研究工作所取得的研究成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己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，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：啕牟囱日期如Ja-f712≥司西南交通大学硕士研究生论文第1页摘要在不增加无线通信系

4、统带宽的条件下，MIMO技术能显著提高系统空间容量，改善频带利用率，已经成为支撑宽带无线通信的一项基本技术手段。MIMO中继是以宽带、高效、全移动和全业务为特征的下一代宽带无线通信网的一种有效的增强通信技术。空时预编码技术是实现MIMO中继技术性能增益的具体手段和途径。论文着重讨论了适用于非再生MIMO中继预编码技术的两种设计方案：中继预编码设计方案(OR)和信源中继联合预编码设计方案(JSR)。论文首先讨论了一种基于最大化信干噪比MSINR准则的非再生MIMO中继系统中继预编码设计方案，优化设计目标函数是信源

5、．中继．信宿链路的等效MIMO信道的信干噪比几何积。论文分析表明，基于MSINR准则的最佳中继预编码矩阵将MIMO中继信道对焦化为若干个并行SISO子信道，信干噪比几何积的相关优化问题可以转换为不同子信道间的功率分配问题。仿真结果表明，相比于已有的MMI非再生MIMO中继预编码方案和MAMMSE非再生MIMO中继预编码方案，MSINR非再生MIMO中继预编码方案能够有效平衡MIMO中继通信系统对可靠性能和系统遍历容量的要求。在此基础上，论文比较分析了OR设计方案和JSR设计方案对非再生MIMO中继系统性能的影响

6、。论文的仿真分析表明，JSR设计方案因信源中继预编码的联合优化而能实现更优的系统遍历容量。当信源符号等于发送天线时，OR设计方案实现更简单，传输可靠，更适用于移动通信系统上行链路；当信源符号小于发送天线时，JSR设计方案因信源预编码能更有效利用信道带宽以保障系统可靠性能。关于非再生MIMO中继系统的预编码技术，现有研究大都假设不存在信源．信宿直达链路，本文分析了信源．信宿直达链路存在条件下中继预编码优化设计方案，并给出了预编码性能上界和性能下界。通过相关分析，论文讨论信源．信宿直达链路对预编码方案及其性能的影响

7、。中继已经成为LTE系统的关键新技术，论文基于TD．LTE规范以及非再生MIMO中继预编码的技术特征，研究了JSR设计方案应用到TD．LTE中继下行链路通信系统中的可行性，仿真结果表明：基于MAMMSE准则的信源中继联合预编码可以有效保障TD．LTE中继下行链路可靠性能，基于MMI准则的信源中继联合预编码可以有效改善TD．L．TE中继下行链路系统容量，而MSINR准则下信源中继联合预编码可以实现可靠性能和系统容量的有效折中；三类预编码方案所能实现的预编码性能都在很大程度上依赖于信道估计的准确性。关键字：非再生M

8、IMO中继；预编码优化设计；TD—LTE系统西南交通大学硕士研究生论文第1I页AbstractMIMOtechnologycarlbeutilizedtosignificantlyimprovesystemcapacityandfrequencybande伍ciencywithoutincreasingband诵dth,thereforeMIM0hasbecomeabasictechn