LTE中抑制小区间干扰的预编码研究

论文摘要

蜂窝小区较之大区制极大地提高了通信系统容量，但是在小区边缘，用户受小区间干扰（ICI）严重，使小区间干扰成为蜂窝移动通信系统的一个固有问题。近年来人们提出了基于MIMO技术的基站协作系统Co-BS（预编码是实现Co-BS系统配置一种方式），它极大地提升了频谱效率，提高了小区边缘用户的性能，该系统可以在理论上获得最佳性能，但存在一些缺点，如小区间同步要求高，发射端需要知道信道信息，小区间需要大量交换信息等。由于各基站和各用户间的距离等不同使得传播时延不同，即使做到有用信号都同时到达各自的目标用户，也很难做到干扰信号同时到达目标用户，即小区间不同步，从而造成小区间迟延干扰。LTE系统采用了OFDM技术，对载波偏移十分敏感，在OFDM系统中当这种迟延的影响超出了CP可以解决的范围时，就会引入额外严重的迟延干扰。因此，如何在多基站协作环境中更好地利用MIMO、OFDM技术，抑制或消除小区间迟延干扰是很重要的。本文主要研究应用于多基站协作LTE系统下行链路中的SLNR迟延可容忍预编码抑制小区间的迟延干扰，通过对迟延情况的预处理，降低小区间迟延干扰，提高系统的传输性能。首先，探讨了LTE物理层下行链路仿真平台的搭建，进行了仿真和相关性能分析。其次，讨论了平坦衰落信道环境中基站协作系统模型，导出了小区间迟延干扰表达式，针对存在迟延的系统给出了一种基于SLNR准则的迟延SLNR预编码，来抑制小区间的迟延干扰，仿真论证了该方案在LTE系统的多基站协作环境下的性能，仿真结果显示该方案对小区间的迟延干扰有较好的抑制作用。最后进一步讨论了频率选择性衰落信道环境下，小区间迟延干扰抑制方案，给出了多基站MIMO-OFDM系统模型，分析了迟延对OFDM调制矩阵的影响，在此基础上做了等效信道变化，并推导了此时SLNR迟延可容忍预编码算法，仿真表明本文所作的工作达到了预期的效果，减低了误码率。SLNR预编码是线性预编码，实现较为简单，不仅对系统性能有较大改善，并且能够减低终端复杂度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 移动通信的发展
• 1.2 论文选题背景与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.4 论文结构
• 第二章 LTE 系统关键技术及预编码简介
• 2.1 LTE 系统架构
• 2.2 OFDM 原理
• 2.2.1 OFDM 基本模型
• 2.2.2 DFT 的实现
• 2.2.3 保护间隔和循环前缀
• 2.3 LTE 中的 MIMO 技术
• 2.4 预编码技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 LTE 物理层下行链路仿真平台的搭建
• 3.1 LTE 的通用帧和时隙结构
• 3.2 LTE 下行物理信道一般结构
• 3.2.1 加扰
• 3.2.2 调制
• 3.2.3 层映射
• 3.2.4 预编码
• 3.2.5 资源单元映射
• 3.2.6 产生 OFDM 基带信号
• 3.3 LTE 物理层下行链路仿真平台模块化设计框图
• 3.4 仿真结果及性能分析
• 3.5 本章小结
• 第四章 抑制小区间迟延干扰的迟延可容忍 SLNR 预编码
• 4.1 系统模型
• 4.2 迟延 SLNR 预编码
• 4.2.1 小区间迟延干扰分析
• 4.2.2 迟延 SLNR 预编码
• 4.3 仿真结果和性能分析
• 4.3.1 迟延 SLNR 预编码基本性能
• 4.3.2 迟延 SLNR 预编码与接收算法的性能比较
• 4.3.3 不同天线配置对性能的影响
• 4.3.4 信道误差对性能的影响
• 4.4 本章小结
• 第五章 利用预编码消除多基站 MIMO-OFDM 系统中的小区间迟延干扰
• 5.1 系统模型
• 5.2 OFDM 系统迟延可容忍预编码
• 5.3 仿真结果
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结与展望
• 致谢
• 参考文献