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多输入多输出(MIMO)技术是新一代宽带无线通信系统的关键技术之一。目前,MIMO技术的研究已经从点对点的单用户扩展到多用户MIMO(MUMIMO)系统。多用户MIMO可以同时获得空间复用增益和多用户分集增益,大大提高系统吞吐量,是当前无线通信领域的研究热点。
基于波束成形(BF)的多用户MIMO系统中,通过对用户进行合理调度,能获得公平的多用户分集增益,同时,波束成形技术能有效抑制用户间共信道干扰(CCI),从而有效增强了系统性能。本论文就多用户MIMO系统中的用户调度和波束成形技术展开研究。具体内容如下:
1.多用户多输入多输出(MIMO)系统中需要对用户进行合理调度,一般基于信道增益的调度算法忽略了用户之间的公平性。基于此,本文提出了一种公平的多用户调度算法,其思想是先根据信道条件数初选出用户,然后统计每个用户被选择的次数,如果次数之差的绝对值大于设定门限则选择次数少的用户。这样既能获得多用户分集增益又兼顾了公平性。
2.基于信号泄漏噪声比(SLNR)的多用户波束成形(BF)技术能突破传统MIMO发送天线数大于接收天线数的限制,且能有效抑制用户间共信道干扰。在多用户通信环境下,一般的SLNR波束成形技术仅是随机选择用户。为提高系统性能,本文基于用户信道特性提出联合用户调度-波束成形技术。
3.把提出的联合用户调度-波束成形技术从平坦衰落信道推广到频率选择性衰落信道,例如应用到STBC-OFDM系统,提出了该系统的多用户选择和SLNR波束成形的跨层设计方法。结合空时编码,减少了误码率;采用OFDM,增强了在频选信道中的适用性,并提高了传输效率。