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下一代移动通信系统需要支持高频谱效率、高速率、高可靠性的数据传输,并满足不同用户、不同业务的服务质量(QoS, Quality of Service)需求。在空中接口方面,正交频分复用(OFDM, Orthogonal Frequency Division Multiplexing)技术、多输入多输出(MIMO, Multiple-Input Multiple-Output)技术被广泛认为是未来移动通信系统的关键技术。而在系统架构方面,大部分现有蜂窝无线通信系统始终采用集中式天线架构,无法从根本上满足未来无线通信发展对信道容量、信号质量和覆盖范围的需要。分布式天线系统在系统架构上天然地具备了均匀覆盖、高系统容量、低发射功率等优势,为下一代移动通信系统在系统架构上提供了一个很好的解决方案,成为新的研究热点。在此背景下,本论文以下行分布式天线系统为研究课题,结合MIMO技术、OFDM技术,研究了该系统的信道模型和传输策略。 论文首先研究了传统分布式天线系统的系统模型,然后在此基础上提出了微蜂窝结构分布式天线系统(MC-DAS, Micro-Celluar Distribuetd Antenna System),并从信息论的角度对其下行信道模型进行了理论分析,研究结果表明,相对于传统集中式天线系统,MC-DAS在信道容量,误符号率和系统覆盖方面有明显优势。这部分对分布式天线系统模型和下行信道模型的研究为后续研究提供了理论基础。 然后,论文将分布式天线系统与 MIMO技术相结合,研究了下行分布式天线系统中的基于空间复用和空间分集的传输策略。给出了分布式 MIMO系统模型,并针对该系统,在空间相关信道下提出了一种新的 STBC-VBLAST(Space Time Block Coding-Vertical Bell-labs Layered Space Time)组合方案。该组合方案充分利用了分布式天线系统在天线架构上的特点和优势,实现了下行分布式天线系统在空间分集增益和空间复用增益上的有效折中。 随着 MIMO技术的引入,分布式天线系统的实现复杂度大大增加,为了降低复杂度,论文研究了下行分布式天线系统的天线选择技术。基于传统集中式 MIMO系统中天线选择的研究成果,论文根据下行分布式天线系统的天线架构,提出了一种新的分级天线选择策略,该策略结合了基于最大路径衰落的分布式天线簇选择和基于置换QR分解的簇内天线选择算法,研究证明,这种分级天线选择策略能在有效降低系统复杂度和算法复杂度的同时,获得良好的信道容量增益。 为了满足宽带无线通信的要求,论文还将OFDM技术与分布式天线系统相结合,给出了基于 OFDM的下行分布式天线系统模型,并在此系统模型上首先研究了单用户下行分布式天线系统中基于误码率最小化的恒定比特率(CBR, Constant Bit Rate)比特加载算法和基于传输速率最大化的可变比特率(VBR, Variable Bit Rate)比特加载算法,然后研究了多用户下行分布式天线系统中基于容量最大化的子载波分配策略。通过充分利用系统在空间维、时间维、频率维和用户维上的自由度,论文提出的资源分配策略在系统容量上获得了显著的提升,同时,基于子带的考虑还能有效降低实现复杂度,获得性能与复杂度的折中。