协同分布式MIMO无线网络关键技术研究.pdf

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1、协同分布式MIMO无线网络关键技术研究学号：090655姓名：刘建新导师：赵新胜教授专业：通信与信息系统移动通信国家重点实验室2012年2月—7—丫e<>C阿—＼～／7—九>C><了丫＼I迮SEARCHoNKEYTECHNOLOGIESOFCOOPE脚IVEDISTIUBUTEDⅥ仃RELESNETWORKSADissertationSubmittedtoSoutheastUniversityFortheDegreeofMasterofEngineeringBYLIUJian．xinSupervisedbyProf．ZHAOXin—shengSchoolofInformation

2、ScienceandEngineeringSoutheastUniversityFebruary2012东南大学学位论文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，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签名：i3塞塾日期：2，n1，tr东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印

3、件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。～繇Ⅻ捻忡撇下渺。易)2，7．j气摘要分布式天线系统能够降低天线发射功率，并利用宏分集有效地对抗阴影衰落。MIMO技术可以充分利用空间维度，在不增加频谱资源的前提下，显著地提高系统容量。但是，在多小区的场景下，由于小区间干扰的存在，使得MIMO技术并不能达到理论上的性能。协同通信技术能够降低小区间干扰，

4、进一步提升系统性能。协同分布式MIMO无线网络，将MIMO技术、分布式天线系统、协同通信技术的优点结合了起来。近年来，协同分布式MIMO系统应用的研究，引起了学术界与标准化组织的广泛关注，在3GPPLTE与LTE—Advanced标准之中，协同分布式MIMO系统也被称为CoMP，即协同多点传输。本文研究协同分布式MIMO无线网络的关键技术，具体工作包括以下三个方面：首先，分布式MIMO系统容量分析。为了清晰地从理论上进行容量分析，详细地介绍了分布式MIMO系统的信道特性，即复合信道。在此基础之上，分单小区与多小区两种场景进行容量分析。根据基站侧与用户端配置天线个数的不同，单小区具

5、体分为SISO、SIMO与MIMO三种情况，对于前面两种情况，给出了用户SNR的概率密度函数和遍历容量的理论表达式，对于MIMO的场景，由于理论分析比较复杂，只给出了Monte．Carlo仿真图像。多小区容量分析根据基站侧RAU信号发送方式的不同，分为选择性单天线传输与覆盖式传输两种情况，给出了用户SINR的概率密度函数、累积分布函数、遍历容量的理论表达式，并且使用Monte—Carlo方法对系统性能进行仿真分析。然后，研究协同分布式系统天线选择。在分布式天线系统中，为了利用宏分集，就必然需要多个远端天线同时发送用户信号。这里的协同天线选择是指同时选择哪些RAU向用户发送信号。本

6、章在前人研究的基础之上，以遍历容量为性能衡量标准，提出了一种算法复杂度较低的自适应的天线选择算法。只考虑1个天线发送用户信号，两个天线发送用户信号，三个天线发送用户信号的情况。最后根据用户到远端天线单元的信道大尺度信息，计算相应发送方式的遍历容量，然后，选择遍历容量最大的信号传输方式。通过仿真分析说明，该算法以相对较低的复杂度，降低了系统干扰，提高了系统容量。最后，研究多用户协同波束成型。具体指的是协同基站联合优化各自的波束成型向量，减少小区间相互干扰使，得用户的信息速率之和最大。研究场景中，基站侧配置多天线，用户配置单天线，并用假设每个小区中只有一个激活用户，这种信道称为多输入

7、单输出高斯干扰信道(MISO—IC)。具体研究的算法有MRT算法、zF算法、VSINR算法、Iterative算法和InterferencePricing算法，并仿真摘要分析了每种算法的性能，比较各自的优缺点。关键词：多天线技术，分布式天线系统，协同通信，复合衰落信道，遍历容量，天线选择，波束成型垒堕垦垒旦●___I_______■。_I___。____。。■__●__●__●__●●■-。。‘●__。。____。。。。。_。。。。。__‘。_。。。_。。。。。‘‘。。_●。-。