LTE系统下行链路中MIMO预编码研究

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1、分类号：ＴＮ９２９．５３单位代码：１０１８３研究生学号：２０１５５２４０３８密级：公开吉林大学硕士学位论文专业学位（）ＬＴＥ系统下行链路中ＭＩＭＯ预编码研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭｌＩＭＯＰｒｅｃｏｄｎＴｅｃｈｎｉｕｅｏｓｔｅｍＤｏｗｎｉｉｇｑｆＬＴＥＳｙｌｎｋ作者姓名：张艳杰类别：工程硕士－领域（方向）：电子与通信工程指导教师：李莉副教授培养单位：通信工程学院－２０１８年６月————————————————————————LTE系统下行

2、链路中MIMO预编码研究————————————————————————ResearchonMIMOPrecodingTechniqueofLTESystemDownlink作者姓名：张艳杰专业名称：电子与通信工程指导教师：李莉副教授学位类别：工程硕士答辩日期：2018年6月3日摘要LTE系统下行链路中MIMO预编码研究随着科技的发展，“大数据”时代对通信技术要求越来越高。我国三大运营商正在全面推广应用的长期演进(LongTermEvolution,LTE)技术，受到了社会各界的广泛关注。多输入多输出(

3、Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)技术由于能够在不增加信号发送功率和频谱资源的情况下，成倍地提升通信系统的容量与可靠性，因而成为LTE系统的核心部分。在MIMO方案设计中，预编码技术对无线通信系统可靠性起到了关键作用。本文着眼于MIMO预编码的发展趋势，从MIMO预编码的理论基础和设计思路出发，对预编码矩阵的设计步骤、方法、应用等方面进行研究。本文针对LTE下行链路闭环空间复用预编码提出了一种改进方案，并使用Matlab软件对提出的算法进行仿真验证。针对LTE下行链路

4、闭环空间复用系统中存在的子数据流间干扰问题，提出了一种基于最大化信干噪比(Signal-to-InterferenceplusNoiseRatio,SINR)准则的双码本预编码在线设计方案。传统的基于码本预编码方案是采用单个码本结构且码本采用离线设计，而无线信道状态是具有时变性的随机变量，为了使信号的发送特征随信道特征自适应变化，本文提出一种在线设计的双码本方案，即基于最大化SINR准则的双码本预编码。提出方案中的双码本之一是基于最大化SINR准则设计的码本。将码本设计问题转化为Grassmannian

5、子空间封装问题，采用LBG矢量量化算法设计码本。结合LTE下行闭环空间复用系统模型设计出最大化SINR准则，将最大化SINR准则作为LBG矢量量化算法中的目标函数，经过多次迭代设计出基于最大化SINR准则的码本。提出方案中的另一个码本则是延续LTE系统的现有码本。当发射端采用2天线时选用离散傅里叶变换(DiscreteFourierTransform,DFT)码本，当发射端采用4天线时选用初等反射矩阵变换(HouseHolder,HH)码本。本文将基于DFT变换的码本、基于HH变换的码本、基于最大化SI

6、NR准则的双码本3种码本设计方法，分别与基于MMSE准则的码字选择算法、基于最大化SINR准则的码字选择算法组合，共设计6种预编码方案。在TDD-LTE下行链路闭环空间复用系统中，利用Matlab软件进行仿真。实验结果表明，在收发天线分别为22和42的MIMO系统中，基于最大化SINR准则的双码本预编码比传统的基于DFT码本、HH码本，具有更好的误码率性能，提高了系统的可靠性。在22系统中，设置基于最大化SINR准则的双码本预编码设计过程中阈值为24dB，且SNR=5dB的情况下，当误4码率达到

7、10数量级时，提出方案所需的SNR比基于DFT码本预编码、基于HH码本预编码所需的SNR分别低2.9dB和9.8dB。关键词：长期演进，多输入多输出，预编码，码本，信干噪比IAbstractResearchonMIMOPrecodingTechniqueofLTESystemDownlinkWiththedevelopmentofscienceandtechnology,the"bigdata"eraisincreasinglydemandingforcommunicationtechnology.Th

8、ethreemajoroperatorsinChinaarepromotingthelong-termevolution(LTE)technology,whichhasreceivedextensiveattentionfromallwalksoflife.BecauseMultiple-InputMultiple-Output(MIMO)technologycanincreasethesystemcapacityexponentially