TD-LTE系统中多点协作技术的研究

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TD-SCDMA是我国具有自主知识产权的3G标准,自从其产生以来,在世界上引起了广泛的关注。TD-LTE在TDD的特性上与TD-SCDMA是一脉相承的关系,其必然成为TD-SCDMA未来的演进方向。另外,TDD系统具有一系列的优势,例如,信道的互易性,动态的进行上下行链路的资源配置等,这些都促使TD-LTE成为人们争相研究的对象。TD-LTE系统中的关键技术主要包括TDD,MIMO和OFDM。   随着LTE的研究工作进入尾声,LTE-Advanced作为LTE的演进技术被提出并获得了广泛的关注。LTE-Advanced需要支持更高的下行链路峰值速率,这就要求将现有的单点传输扩展为多点协作传输,即CoMP(Coordinated Multiple points)传输技术。目前,对CoMP的讨论主要集中于协作调度/波束成型(Coordinated Scheduling/Beamforming,CS/CB)和联合处理(Joint Processing,JP)这两个方面。CS/CB和JP技术之间的主要不同在于用户数据是否在协作的小区间共享。CoMP系统中涉及的技术主要集中在以下几个方面:预编码,参考信号设计,CoMP协作小区簇的确定,调度技术,有限反馈,功率分配等方面。因此,研究TD-LTE系统下的CoMP技术具有非常重要的意义。   本论文中首先对TD-LTE系统的结构和CoMP技术的概念进行了简介。然后对CoMP系统中的两大主流技术CS/CB和JP进行了概括。其中研究的重点是CoMP-MU-MIMO下行链路的联合处理技术。在MU-MIMO下行链路中,如何消除或者降低用户间的同信道干扰(Co-Channel Interference,CCI)是其核心问题。类似于单小区下的情况,也可以在CoMP系统中使用预编码和用户调度技术来对消CCI。   首先在各协作小区完全已知用户的信道状态信息的条件下,介绍了几种线性预编码算法,并通过仿真验证了JP-SLNR(Signal to leakage plus noise ratio,信号泄露噪声比)准则的预编码算法在性能和适用范围上均能取得比较好的结果。由于完整的信道状态信息在实际中是不可知的,因此这就需要进行信道估计,鉴于TDD系统的信道互易性,使用导频辅助的信道估计方法来获得信道的状态信息,以此信道估计值作为预编码的依据,仿真结果表明,尽管信道估计的误差对CoMP系统的性能有比较明显的影响,但相对于单小区系统,CoMP技术带来的系统性能增益还是比较显著的。在用户调度算法中,根据预编码算法中使用的SLNR值表征系统中用户信道条件的好坏,尝试了一种被称为最大化最小SLNR值的用户调度方法。仿真的结果表明,这种用户的调度方法,能够显著降低系统的误帧率,提高系统的吞吐量性能。  
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