多小区MIMO系统中的协同调度及干扰抑制技术的研究

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在LTE-A多小区全频复用的构架下,同频干扰是制约系统性能提升的一个瓶颈,而多小区协同是一种抵抗同频干扰的有效手段。与LTE传统多小区中的干扰抑制技术相比,多小区协同更注重多基站协作、数据的联合处理及移动通信网络的向前发展的兼容性。多小区的协同技术可以有效地将干扰信号转化为有用信号,不增加时频资源的前提下,扩大信号的覆盖范围,减少小区间尤其是小区边缘用户受到的干扰,提升系统性能。因而近几年来,多小区协同技术在业界备受关注,其中多小区协同调度和联合发送均已成为研究的热点。本文主要研究多小区协同下以协同调度和联合发送为主的干扰抑制技术。第二章介绍了关于多小区协同的一些必备条件。首先介绍了几种预编码技术,这可以作为后面研究联合发送的基础;接着介绍了基于SCM信道的多小区建模,该模型可作为后面协同调度和联合发送等方案的仿真平台;最后为对比当前研究的多小区协同技术,列举了LTE中传统多小区干扰抑制技术的几种方案。第三章研究了多小区中基站调度和用户调度技术。首先介绍了协同多小区的各种拓扑结构以及信令传输机制;接着提出了一种基于判决门限的基站调度方案,仿真结果表明该方案可以在保持性能的前提下极大地降低基站组成协同簇的复杂度;最后介绍了上行用户配对组成虚拟MIMO的用户调度方式,仿真结果表明用户公平性和系统容量之间存在一定的折中性,实施具体方案时应当考虑业务需求。第四章研究了多小区协同机制下的联合发送方案。首先介绍了各种基于预编码的联合发送方法,提出了一种基于码本对换的多基站贪婪发送方案,仿真对比了这些方法的性能,并对实现的复杂度做出了定性分析;接着提出了一种基于纳什均衡的功率分配方案,通过功率的上/下迭代,可以找到局域的容量最大值,该方案可以结合第三章中提出的基站调度方案使用,进一步提高协同簇的性能;最后提出了一种基于用户SINR门限的发送模式,无需频带分割和固定发送,也无需判断用户所处的小区位置,使得小区边缘界限模糊化。仿真表明采用这种动态发送模式可以有效地转化干扰信号,从而提高小区边缘用户的通信质量。最后一章总结了全文,并指出了后续的研究工作和未来可能的研究方向。
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