基于LTE的MIMO实现方案及检测算法研究

基于LTE的MIMO实现方案及检测算法研究

论文摘要

基于发送端和接收端多天线输入输出(Multiple-Input Multiple-OutPut,MIMO)的技术是LTE系统中的关键技术之一,其最为显著的优势在于能充分利用随机衰落和空间多路径传播来提高传输速率以及传输的可靠性。论文对LTE下行MIMO发射模式进行了详细的研究,重点分析了发射分集方案以及空间复用方案。发射分集介绍了几种常见的分集方案并仿真分析比较了STBC和SFBC的性能。LTE中的空间复用根据有无反馈分为开环和闭环空间复用两种,论文分析了LTE基于码本的空间复用方案以及不同的码本选择准则,并通过仿真验证了空间复用技术对系统吞吐量的巨大改善以及合适的码本选择方案。另外MIMO技术的另一个难点就是MIMO的检测技术,随着天线数量的增多,高阶调制方式的使用,信号检测的误码率和时间复杂度严重制约着系统的性能。论文接下来在空间复用的基础上,研究了空间复用的几种常见MIMO检测技术,包括最大似然检测算法(ML)、迫零检测算法(ZF)、最小均方误差检测算法(MMSE)、干扰消除算法(SIC)、球译码算法(SD),对其进行了理论分析。论文重点研究了球形译码检测算法,分析了球形译码算法性能和复杂度。针对球形译码算法性能在整个信噪比区间内不稳定以及其在高条件数下的高复杂度,提出了一种改进的SD算法,并通过仿真验证其有效性。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 缩略词表
  • 第一章 绪论
  • 1.1 引言
  • 1.2 MIMO系统的概述
  • 1.3 论文的结构
  • 第二章 MIMO技术及其在LTE中的应用
  • 2.1 MIMO通信理论基础
  • 2.1.1 MIMO系统模型
  • 2.1.2 MIMO空间信道模型
  • 2.1.3 MIMO系统的性能增益
  • 2.2 MIMO技术在LTE中的应用
  • 2.2.1 LET物理层处理过程
  • 2.2.2 LTE系统资源网格
  • 2.3 LTE下行链路级仿真平台
  • 2.3.1 仿真平台结构
  • 2.3.2 仿真平台性能分析
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 LTE中下行MIMO技术研究及仿真验证
  • 3.1 层映射
  • 3.2 LTE下行发射分集方案
  • 3.2.1 常见发射分集方案
  • 3.2.2 LTE二天线端口发射分集
  • 3.2.3 LTE四天线端口发射分集
  • 3.3 LTE下行空间复用方案
  • 3.3.1 LTE预编码码本
  • 3.3.2 LTE闭环空间复用
  • 3.3.3 LTE开环空间复用
  • 3.3.4 预编码矩阵选取准则
  • 3.4 LTE下行MIMO方案仿真及性能分析
  • 3.4.1 分集方案仿真与性能分析
  • 3.4.2 空间复用性能分析
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 MIMO系统检测技术研究
  • 4.1 最大似然ML检测
  • 4.2 线性检测
  • 4.2.1 最小均方误差MMSE检测
  • 4.2.2 迫零(ZF)检测
  • 4.3 干扰消除检测
  • 4.3.1 串行干扰消除(SIC)
  • 4.3.2 排序干扰消除(OSIC)
  • 4.4 球形译码(SD)
  • 4.5 球形译码算法的改进
  • 4.6 改进算法流程图
  • 4.7 仿真结果和分析
  • 4.7.1 N-SD算法条件数门限和半径调整因子设置
  • 4.7.2 SD-SVD算法性能与复杂度
  • 4.8 本章小结
  • 第五章 总结与展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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