LTE-Advanced系統(tǒng)中3D MIMO技術研究.pdf

1、本文以LTE技術標準演進為背景,對LTE Release12中的3D MIMO技術進行了研究。得益于智能天線系統(tǒng)(AAS,Active Antenna System)的成熟,基站已經可以配備平面天線陣列。相較于傳統(tǒng)的線天線,平面天線陣列允許波束在水平、豎直兩個維度進行動態(tài)調整;通過合理利用這一空間資源,可以提升系統(tǒng)容量,改善系統(tǒng)覆蓋。
　　首先,我們對3D MIMO的空間傳輸特性進行了研究。我們建立了雙極化天線輻射模式下、電磁波在

2、三維空間中散射傳播的信道模型;基于該模型,我們分析了3D MIMO的容量特性,發(fā)現(xiàn)雖然考慮3D傳播能夠顯著提高系統(tǒng)容量,但是其有效性很大程度上取決于水平和豎直維度的角度擴展;我們推導了3D MIMO空間相關性的閉式表達,仿真驗證了該表達式的正確性;我們還對3D MIMO情形下Kronecker模型的有效性進行了評估。上述信道特性研究是后續(xù)系統(tǒng)方案設計的基礎。
　　其次,在鏈路級層面,我們研究了3D MIMO下CQI選擇和PMI選擇

3、的問題。關于CQI選擇,通過將最大似然檢測和EESM算法進行結合,我們提出了一種bit-LLR EESM算法,并對其進行了實現(xiàn)復雜度化簡,該算法可以有效地對物理層進行抽象,輸出精確的CQI。關于PMI選擇,利用天線端口的概念,我們將天線陣列的預編碼問題拆分為豎直維度波束賦形和水平維度預編碼兩個獨立的操作,實現(xiàn)了最大程度地重用系統(tǒng)碼本、降低碼本搜索復雜度的目的。
　　最后,在系統(tǒng)級層面,針對3D MIMO的豎直維波束賦形應用,我們提