预编码技术在协作多点通信中的应用研究

论文摘要

协作多点传输是LTE-Advanced中非常有潜力的未来技术,它可以有效改善小区的频谱效率、小区覆盖以及用户切换体验,是减小小区边缘干扰、提高小区边缘频谱效率、增加覆盖的有效技术措施。本文主要研究协作多点传输系统上行传输链路的预编码及其相关技术。根据复杂度的不同,预编码技术主要分为线性预编码和非线性预编码。线性预编码实现复杂度相对较低,它的实现依赖于部分信道信息。本文对基于协作多点传输上行链路的线性迫零预编码和混合中继选择策略进行了详细的研究。本文的工作主要分为以下三个方面:一为了解决快衰落信道中差分接收的性能衰减的问题,将预编码技术引进协作通信的差分检测系统中。针对采用差分编码和预编码的协作传输链路进行Monte Carlo仿真,仿真结果表明差分接收方法在接收信噪比上有3dB的性能衰减,采用预编码技术后协作系统的传输可靠性得到明显的改善,但是由于快衰落信道中不易获取准确的信道状态信息,在实际应用中需要综合考虑信道衰落状况和移动终端的复杂度来选择具体的传输方案。二提出了基于信道状态的部分信道预编码来改善协作通信系统的性能。部分信道预编码可以很好地改善迫零预编码的性能,使得这种实现简单、在多用户环境下性能优越的线性预编码技术更为实用。在上行传输链路进行迫零预编码的过程中,为了实现发送端的功率约束,通常需要对发射功率作归一化处理,信道质量较差的病态信道的归一化因子往往不理想。部分信道预编码算法通过对上述信道有效地选取,可以对迫零预编码的缺陷进行改善。仿真结果对算法在放大转发和译码转发两种传输链路上的性能进行了验证,分析表明所提算法对于迫零预编码约有0.8dB的性能改善。三对自适应中继转发策略进行深入的研究,提出了混合中继转发策略,所提算法可以改善单一转发算法造成的性能损失。在多个用户协作传输的上行链路中,分别对AF和DF算法的可靠性进行理论推导,得到了两种算法在协作传输上行链路中的接收信噪比公式。通过仿真验证,本文提出的自适应中继转发策略在协作多点传输环境中可以获得明显的性能提升,在实际通信环境中具有一定的应用价值。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 协作多点传输技术
• 1.2.1 概述
• 1.2.2 CoMP 技术分类
• 1.3 本文的结构
• 第2章 协作多点通信
• 2.1 协作多点传输理论
• 2.2 协作多点传输的主要技术
• 2.2.1 集中式与分布式协作传输
• 2.2.3 站内协作与站间协作
• 2.2.4 协作多点上行与下行传输
• 2.3 协作多点通信其它相关技术
• 2.3.1 多小区协作干扰消除
• 2.3.2 CoMP 系统的功率分配
• 2.3.3 CoMP 系统切换机制
• 第3章 协作多点通信下的预编码技术
• 3.1 空时编码技术
• 3.2 预编码技术
• 3.3 协作传输系统中的预编码技术
• 3.3.1 单中继节点的预编码技术
• 3.3.2 多中继节点的预编码技术
• 3.3.3 时域预编码
• 3.4 本章小结
• 第4章 协作多点通信下的差分预编码
• 4.1 差分编码技术
• 4.2 协作传输环境下的差分预编码
• 4.2.1 系统模型
• 4.2.2 差分预编码
• 4.3 仿真及性能分析
• 4.4 本章小结
• 第5章 部分信道预编码
• 5.1 系统模型
• 5.2 基于信噪比最大的部分信道迫零预编码
• 5.2.1 迫零预编码接收信噪比
• 5.2.2 部分信道预编码
• 5.2.3 接收端MRC 接收
• 5.2.4 仿真结果
• 5.3 自适应中继算法协作传输
• 5.3.1 AF 算法
• 5.3.2 DF 算法
• 5.3.3 仿真与性能分析
• 5.4 本章小结
• 第6章 总结
• 6.1 全文工作总结
• 6.2 下一步工作计划
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士研究生期间所发表论文