LTE系统下行MIMO模式切换技术的研究

论文摘要

移动多媒体业务对带宽要求越来越高,“移动通信宽带化”成为移动通信技术的发展趋势,国际标准化组织3GPP通过了LTE即“3G长期演进”的立项工作。多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)作为LTE的一个关键技术,能够满足LTE在高数据率和高系统容量方面的需求。LTE系统支持下行业务信道PDSCH应用MIMO技术,包括空间复用、波束赋形以及发射分集等,以达到用户平均吞吐量和频谱效率的最佳要求,提高系统传输率。由于用户在各种不同场景下采用不同的MIMO模式可以达到不同的传输效果,为了使用户达到更好的传输效果,本文对TDD LTE系统下行MIMO模式切换技术展开研究。首先介绍了TDD LTE系统的下行物理信道,研究了TDD LTE下行物理信道基带数据的生成过程;其次介绍了LTE下行MIMO技术的相关内容,具体研究了LTE下行MIMO的7种传输模式的工作原理,并从理论上比较各种模式的信道容量理论值,提出研究本课题的意义与目的;再搭建“TDD LTE下行业务控制信道PDSCH仿真平台”,在此平台基础上对MIMO传输模式进行仿真实验,通过比较不同模式下的误码率和吞吐量的仿真结果,确定模式的切换门限,提出MIMO模式自适应切换算法,得到自适应的仿真结果。可以得知,用户在不同场景中进行自适应切换到合适的模式可以达到更优的传输效率。本论文研究内容比较新颖,主要通过对MIMO模式切换门限的选择来确定自适应切换,实际是根据综合考虑用户反馈的误码率和吞吐量的信道情况选择一个门限范围,这个过程存在一定的误差,有待于研究更精确的方法来优化门限的选择。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.1.1 LTE 技术的发展
• 1.1.2 MIMO 技术的发展
• 1.2 课题的主要工作及内容安排
• 2 TDD LTE 下行信道概述
• 2.1 LTE 系统构架
• 2.2 TDD LTE 帧结构
• 2.3 TDD LTE 下行物理信道
• 2.4 TDD LTE 下行物理信道基带数据生成
• 2.4.1 PDSCH 比特级处理
• 2.4.2 PDSCH 符号级处理
• 2.5 TDD LTE 下行物理信道仿真平台
• 2.6 本章小结
• 3 LTE 下行MIMO 技术
• 3.1 LTE 下行MIMO 模式概述
• 3.2 七种模式的原理
• 3.2.1 单天线端口0（模式1）
• 3.2.2 发射分集（模式2/3/4/5/6/7）
• 3.2.3 闭环空间复用（模式4）
• 3.2.4 开环空间复用（模式3）
• 3.2.5 多用户MIMO（模式5）
• 3.2.6 闭环Rank=1 的预编码（模式6）
• 3.2.7 单天线端口5（模式7）
• 3.3 本章小结
• 4 下行MIMO 模式自适应切换算法
• 4.1 模式切换的理论依据
• 4.2 仿真参数设置及算法流程图
• 4.3 UE 初始接入后的自适应切换算法
• 4.4 多天线端口下的自适应切换算法
• 4.4.1 模式2 与模式3 之间的切换
• 4.4.2 模式3 与模式4 之间的切换
• 4.4.3 模式4 与模式7 之间的切换
• 4.4.4 模式3 与模式7 之间的切换
• 4.5 本章小结
• 5 结论
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录