新一代无线通信中信道状态信息有限反馈技术研究

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有限反馈技术和mmWave技术是NR中重要的技术手段。在移动通信中,由于基站天线数量增加,码本增大,mmWave信道中信道状态变化得更快,NR技术对有限反馈技术提出了更高的要求。本文对移动通信中有限反馈技术的相关问题进行了研究,主要研究内容包括:1.码本性能分析与研究。本文分析的码本主要包括RVQ码本、基于Lloyd算法的码本、Grassmannian码本和DFT码本。RVQ码本是随机生成的,最佳码字由迭代的方式产生;基于Lloyd算法的码本根据最近邻域条件和质心条件迭代产生;Grassmannian码本通过最大化码字间最小距离方式产生,是理论最优码本;DFT码本直接由离散傅里叶变换产生,是一种简单的码本。2.NR技术标准中Ⅱ型码本搜索方法的研究。文中研究了基于分块和基于路径的码字搜索算法,并对二者的算法性能进行了比较。根据Ⅱ型码本特点,论文提出了基于二分查找法的分层码本搜索算法,码字的选择被限制在最佳分区中。通过系统仿真可以看出,基于二分查找法的分层码本搜索算法可以获得相对于其他码本搜索算法更优的增益。3.MU-MIMO系统中基于BD算法的多用户选择算法的研究。文中研究了新的基于BD算法的CQI反馈技术,通过计算预编码矩阵的期望值,估计出用户的可实现速率,以此求得每个用户可实现速率的上下界。用户选择阶段,文中提出了改进的用户选择方法S-SUS。该算法在不降低系统性能的前提下,降低用户选择算法的复杂度。推导结果和仿真结果均表明本文中使用的CQI反馈方式可实现的多用户分集增益和相应的吞吐量高于已有的CQI反馈方式。4.基于有限反馈和混合预编码的用户波束选择的研究。文中首先研究了基于信道相关的码本对于系统性能的影响。在用户波束选择阶段,文中改进了以往的基于混合预编码的用户波束选择方法,同时分析了信道估计误差对于系统性能的影响。通过仿真可以看出,文中改进的用户波束选择算法的性能接近于全数字ZF预编码的性能。
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