WiMAX系统中虚拟MIMO上行用户性能研究

论文摘要

未来的移动通信业务对服务质量和传输速率的要求越来越高。必须采用一种先进的技术有效地利用宝贵的频率资源,以满足高速率、大容量的业务需求;同时克服高速数据在无线信道下的多径衰落,降低噪声和多径干扰,达到改善系统性能的目的。MIMO-OFDM系统有效地解决了这一难题,既提高了频谱利用效率和功率效率,又有效地利用了多径衰落和干扰。由于单天线终端设备无法独立实现上行MIMO,我们考虑让两个或多个终端组成一个小组,利用相同的时频资源进行上行传输,它们各自的天线如同同一终端的或多根天线,这样就实现了上行MIMO,这种方法称为虚拟MIMO。本文的主要研究内容就是如何提高基于WiMAX系统的虚拟MIMO性能。课题研究过程中参考了国内外关于MIMO、OFDM以及虚拟MIMO技术的文献,着重就两方面进行了研究,一方面是虚拟MIMO系统物理层信道估计和译码算法的研究,提出了几种常用的信道估计方法和接收译码算法,将它们在虚拟MIMO系统中进行应用,通过对信噪比-误码率曲线的仿真得出复杂度与性能都比较好的算法最终应用到虚拟MIMO系统中去;另一方面的研究是针对虚拟MIMO的MAC层调度方案进行了研究,首先介绍了几种虚拟MIMO配对方法,不同方法有不同的适用环境。随后以流程图的方式给出了一种针对虚拟MIMO系统设计的调度流程,该调度方案的核心思想是资源共享,在不改变其他性能的前提下很大程度地提高了虚拟MIMO系统上行的吞吐量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题背景与意义
• 1.2 虚拟MIMO技术的国内外研究现状及趋势
• 1.2.1 虚拟MIMO的发展现状
• 1.2.2 虚拟MIMO的发展趋势
• 1.3 主要研究内容及论文结构
• 第2章 MIMO-OFDM基础与虚拟MIMO实现原理
• 2.1 MIMO-OFDM基本原理
• 2.1.1 MIMO原理
• 2.1.2 OFDM基本原理
• 2.1.3 OFDMA帧结构
• 2.1.4 MIMO-OFDM系统
• 2.2 MIMO系统的分集与复用
• 2.2.1 空间分集
• 2.2.2 空间复用
• 2.2.3 自适应MIMO
• 2.3 虚拟MIMO原理
• 2.3.1 虚拟MIMO的概念
• 2.3.2 虚拟MIMO应用于WiMAX无线传输系统
• 2.3.3 虚拟MIMO实现机制
• 2.4 本章小结
• 第3章 虚拟MIMO信道估计与译码算法
• 3.1 虚拟MIMO信道估计方法
• 3.1.1 简单平均
• 3.1.2 线性插值
• 3.1.3 其它算法
• 3.2 信道估计方法仿真结果
• 3.2.1 仿真条件
• 3.2.2 仿真结果
• 3.3 SIC译码算法
• 3.3.1 线性译码算法ZF和MMSE算法
• 3.3.2 SIC算法
• 3.4 译码算法仿真结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 虚拟MIMO调度方案研究
• 4.1 WiMAX系统中虚拟MIMO信息流程
• 4.2 虚拟MIMO配对准则
• 4.2.1 随机准则
• 4.2.2 容量最大准则
• 4.2.3 正交配对准则
• 4.2.4 SNR分组准则
• 4.2.5 配对变更准则
• 4.3 虚拟MIMO的资源共享调度方案
• 4.3.1 调度流程描述
• 4.3.2 本调度方案的优势
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢