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在传统的LTE系统中,小区间的相互干扰较为严重,现有的干扰协调技术不能很好地解决小区边缘用户频谱效率较低的问题。为了满足ITU为IMT-Advanced系统提出的性能指标,3GPP提出了LTE-Advanced技术,并且在LTE-Advanced中引入了协作多点(CoordinatedMultiplePoints,CoMP)传输技术来解决上述难题。该技术主要有两种实现方式,分别为联合处理(JointProcessing,JP)和协作调度/波束成形(CoordinatedScheduling/Beamforming,CS/CB),两种方式的区别在于用户数据是否在参与协作的小区之间共享。CoMP技术通过多个小区的合作,能够有效地消除或降低相邻小区的干扰,提高小区边缘用户的频谱效率以及系统在小区边缘的吞吐量。
本论文主要对CoMP系统中下行链路预编码方案进行了研究,并且通过仿真,对各种预编码方案的性能进行了评估。主要包括以下几个方面:
论文第二章简要介绍了CoMP系统的概念以及拓扑结构,并且对预编码技术进行了阐述,主要分为线性预编码和非线性预编码两类。随后介绍了CoMP系统中的反馈方案。最后对本论文中所采用系统的接收算法进行了简介。
论文第三章基于CoMP系统下行链路,研究了联合处理和协作调度/波束成形两种实现方法下,具有完整信道状态信息时的线性预编码技术,并且结合文献对各种经典的预编码算法提出了一系列的改进方案。最后结合LTE协议标准,分析了各种算法在系统中的性能。仿真表明,JP模式下的系统性能明显优于CB模式下的系统性能;在BD(BlockDiagonalization,块对角化)算法中,统一信道分解和几何平均分解的方法在高信噪比区域的性能均要比奇异值分解优越;对于SLNR(SignaltoLeakageplusNoiseRatio,信号泄露噪声比)算法的几种改进方案都获得了一定的性能增益。
论文第四章研究了CoMP系统联合处理方案中传统算法所忽略的实际基站功率约束问题。通过新近文献中使用凸优化理论所得到的闭式解,本论文在系统中进行了仿真,验证了该算法能完美的解决实际系统中的基站或天线功率约束问题。
论文第五章研究了不完整信道状态信息下的发送方案。首先对发送端和接收端信道状态信息不匹配的问题进行了讨论,验证了这种不匹配会对系统性能造成损失。并且在实际系统中验证了鲁棒性的SLNR算法和块对角化统一信道分解的预编码方案,结果表明鲁棒性的预编码方案能在一定程度上降低信道状态信息不完整带来的系统性能损失。