下行分布式天線系統(tǒng)信道性能與傳輸策略研究.pdf

1、下一代移動通信系統(tǒng)需要支持高頻譜效率、高速率、高可靠性的數據傳輸,并滿足不同用戶、不同業(yè)務的服務質量(QoS, Quality of Service)需求。在空中接口方面,正交頻分復用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技術、多輸入多輸出(MIMO, Multiple-Input Multiple-Output)技術被廣泛認為是未來移動通信系統(tǒng)的關鍵技術。而在系統(tǒng)架構方面,

2、大部分現有蜂窩無線通信系統(tǒng)始終采用集中式天線架構,無法從根本上滿足未來無線通信發(fā)展對信道容量、信號質量和覆蓋范圍的需要。分布式天線系統(tǒng)在系統(tǒng)架構上天然地具備了均勻覆蓋、高系統(tǒng)容量、低發(fā)射功率等優(yōu)勢,為下一代移動通信系統(tǒng)在系統(tǒng)架構上提供了一個很好的解決方案,成為新的研究熱點。在此背景下,本論文以下行分布式天線系統(tǒng)為研究課題,結合MIMO技術、OFDM技術,研究了該系統(tǒng)的信道模型和傳輸策略。
　　論文首先研究了傳統(tǒng)分布式天線系統(tǒng)的系統(tǒng)

3、模型,然后在此基礎上提出了微蜂窩結構分布式天線系統(tǒng)(MC-DAS, Micro-Celluar Distribuetd Antenna System),并從信息論的角度對其下行信道模型進行了理論分析,研究結果表明,相對于傳統(tǒng)集中式天線系統(tǒng),MC-DAS在信道容量,誤符號率和系統(tǒng)覆蓋方面有明顯優(yōu)勢。這部分對分布式天線系統(tǒng)模型和下行信道模型的研究為后續(xù)研究提供了理論基礎。
　　然后,論文將分布式天線系統(tǒng)與 MIMO技術相結合,研究了下

4、行分布式天線系統(tǒng)中的基于空間復用和空間分集的傳輸策略。給出了分布式 MIMO系統(tǒng)模型,并針對該系統(tǒng),在空間相關信道下提出了一種新的 STBC-VBLAST(Space Time Block Coding-Vertical Bell-labs Layered Space Time)組合方案。該組合方案充分利用了分布式天線系統(tǒng)在天線架構上的特點和優(yōu)勢,實現了下行分布式天線系統(tǒng)在空間分集增益和空間復用增益上的有效折中。
　　隨著 MIM

5、O技術的引入,分布式天線系統(tǒng)的實現復雜度大大增加,為了降低復雜度,論文研究了下行分布式天線系統(tǒng)的天線選擇技術。基于傳統(tǒng)集中式 MIMO系統(tǒng)中天線選擇的研究成果,論文根據下行分布式天線系統(tǒng)的天線架構,提出了一種新的分級天線選擇策略,該策略結合了基于最大路徑衰落的分布式天線簇選擇和基于置換QR分解的簇內天線選擇算法,研究證明,這種分級天線選擇策略能在有效降低系統(tǒng)復雜度和算法復雜度的同時,獲得良好的信道容量增益。
　　為了滿足寬帶無線通

6、信的要求,論文還將OFDM技術與分布式天線系統(tǒng)相結合,給出了基于 OFDM的下行分布式天線系統(tǒng)模型,并在此系統(tǒng)模型上首先研究了單用戶下行分布式天線系統(tǒng)中基于誤碼率最小化的恒定比特率(CBR, Constant Bit Rate)比特加載算法和基于傳輸速率最大化的可變比特率(VBR, Variable Bit Rate)比特加載算法,然后研究了多用戶下行分布式天線系統(tǒng)中基于容量最大化的子載波分配策略。通過充分利用系統(tǒng)在空間維、時間維、頻率