LTE/LTE-Advanced中导频设计与MIMO技术的仿真研究

论文摘要

为了满足未来十年或者更长时间内对于移动通信的技术需求,3GPP启动了关于3G长期演进系统LTE的研究与标准化工作。LTE由于采用了OFDM和MIMO等先进的传输技术,从而大大提高了数据的峰值速率与系统容量,成为了移动通信新技术发展的主要方向。在此基础上,3GPP于2008年3月又启动了LTE的增强项目LTE-Advanced（简称LTE-A）,目标是成为ITU的候选4G标准。本论文的选题来源于工业与信息化部电信研究院通信标准所的“十一五”重点项目《IMT-Advanced公共仿真评估系统开发》、3GPP标准化工作项目及工信部TD-LTE技术试验等项目。主要研究内容是依据3GPP R8、R9标准规范及R10相关技术提案对物理层的要求,搭建LTE/LTE-A链路级仿真平台,在此平台的基础上对LTE-Advanced中的导频设计方案及LTE/LTE-Advanced中的MIMO技术进行仿真研究及评估工作,为LTE R9、R10版本标准的制定与完善提供丰富的仿真结果。首先,本文概述了LTE/LTE-Advanced系统的标准化情况、系统架构及物理层技术,介绍了链路级仿真的原理、工具及本文仿真中涉及的两种平台。然后,对LTE-Advanced标准化过程中的一些候选导频设计方案进行了研究,包括下行信道状态信息估计导频（CSI RS）密度方案、CSI RS的小区内复用方案、上行双流情况下解调导频（DM RS）的复用方案,分析了各种方案的原理与特点,并结合仿真结果重点给出了各种方案在LTE-A中适用性的仿真建议。最后,介绍了LTE中几种下行多天线传输模式,仿真研究了LTE中的发射分集、空间复用、波束赋形技术。其中重点研究了LTE-Advanced中8天线SFBC的实现方案及LTE R9中单双流波束赋形的性能,并根据波束赋形仿真结果计算出了相应场景下终端测试所需要的解调门限值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究背景及意义
• 1.1.1 课题的研究背景
• 1.1.2 课题的研究意义
• 1.2 论文的主要工作
• 1.3 论文的内容安排
• 第二章 LTE/LTE-Advanced技术背景及链路级仿真研究
• 2.1 LTE/LTE-Advanced概述
• 2.1.1 LTE/LTE-A标准化
• 2.1.2 LTE系统架构
• 2.2 LTE物理层技术
• 2.2.1 无线帧结构
• 2.2.2 基本物理资源
• 2.2.3 参考信号
• 2.2.4 OFDM技术
• 2.2.5 MIMO技术
• 2.3 LTE-Advanced物理层增强技术
• 2.3.1 增强MIMO技术
• 2.3.2 物理层传输技术
• 2.4 链路级仿真的原理、平台及工具
• 2.4.1 链路级仿真原理
• 2.4.2 两种LTE/LTE-A链路级仿真平台
• 2.4.3 仿真软件工具
• 2.5 本章小结
• 第三章 LTE-Advanced系统中的导频设计及仿真
• 3.1 系统模型
• 3.2 下行CSI RS密度研究
• 3.2.1 三种CSI RS密度方案
• 3.2.2 仿真性能分析
• 3.3 下行CSI RS小区内复用方式及相应信道估计算法
• 3.3.1 CSM方式
• 3.3.2 CDM-T方式
• 3.3.3 CDM-F方式
• 3.3.4 仿真性能分析
• 3.4 上行双流DM RS复用方式研究
• 3.4.1 CDM方式
• 3.4.2 CDM+OCC方式
• 3.4.3 仿真性能分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 LTE/LTE-Advanced中的MIMO技术仿真研究
• 4.1 LTE下行多天线发射模式及仿真分析
• 4.1.1 几种发射模式概述
• 4.1.2 几种发射模式仿真对比
• 4.2 下行发射分集
• 4.2.1 SFBC编码原理
• 4.2.2 SFBC的接收合并
• 4.2.3 LTE-A中8天线SFBC的实现
• 4.2.4 仿真性能分析
• 4.3 开环空间复用
• 4.3.1 循环延迟分集原理
• 4.3.2 大延迟CDD与预编码结合原理
• 4.3.3 仿真性能分析
• 4.4 闭环空间复用
• 4.4.1 非码本的预编码
• 4.4.2 基于码本的预编码
• 4.4.3 仿真性能分析
• 4.5 波束赋形
• 4.5.1 波束赋形分类
• 4.5.2 LTE R9单双流波束赋形原理
• 4.5.3 仿真性能分析
• 4.6 本章小结
• 第五章 结束语
• 5.1 论文工作总结
• 5.2 进一步研究方向
• 参考文献
• 缩略语
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文