论文部分内容阅读
随着移动互联网时代的到来,用户对信息的需求爆发式增长,作为信息传递最主要的渠道之一,无线通信系统的研究具有重要意义。5G作为下一代移动通信标准,是当前无线通信领域重要的研究内容。大规模天线技术凭借它在有限的频谱资源下能够极大提高系统的频谱和能量效率的优点,被认为是5G通信系统的核心技术之一。而全维度多输入多输出(Full Dimension Multi-Input-Multi-Output,FD-MIMO)技术能够更加有效的发挥大规模天线的优势。FD-MIMO技术将传统MIMO系统中的一维发射天线阵列扩展到二维。2D天线阵列在成倍地提高基站的空间利用率的同时还可以充分利用垂直方向的空间自由度实现3D波束赋形使得系统覆盖大幅提升。目前,第三代合作伙伴计划(the Third Generation Partnership Project,3GPP)已经将FD-MIMO列为5G标准进程中的一个重要工作项目。3GPP已经基本完成了 FD-MIMO技术无线物理层标准的制定,本论文的主要目标是根据3GPP标准研究FD-MIMO系统的射频性能。主要研究内容如下:1.研究了 FD-MIMO系统的特性。首先,分析了传统MIMO系统中的传输模式和预编码技术。然后,研究了 FD-MIMO的2D天线配置和信道相关性矩阵,完成了 3D信道的建模,分析了 MIMO系统中CSI的上报过程。最后基于传统的LTE下行链路仿真平台,建立了 FD-MIMO下行链路级仿真平台。2.针对FD-MIMO系统中定义的无预编码CSI-RS模式和波束赋型CSI-RS模式两种场景进行了研究。对于FD-MIMO系统中无预编码的CSI-RS模式,首先由于使用了二维的天线配置,3GPP对此定义了新的2D预编码码本,本论文对新码本的结构进行了分析,并在仿真平台实现了新的码本;其次,CSI-RS端口数目由8扩展到了 12和16,本论文对扩展后的CSI-RS设计了新的映射方案。最后,根据以上特性建立了 FD-MIMO在无预编码CSI-RS模式下的链路仿真平台,设计了一个CSI上报准确性测试方案,仿真结果验证了在使用新码本和扩展的CSI-RS下CSI依然能够准确上报。3.对于波束赋型CSI-RS模式,基站在一次CSI-RS过程中发送多组CSI-RS资源并分别进行波束赋型,CSI-RS资源组数K大于和等于1分别应用于不同场景。对于K大于1的情况,本论文设计了CSI-RS分组波束赋型方案和UE选择CSI-RS资源的计算方法。并通过一个测试例验证了这种模式下UE上报CSI-RS资源指示的准确性。K等于1时支持一种单码本上报模式,针对这种模式在仿真平台上实现了其新码本,并设计了 CSI上报的准确性测试,仿真结果验证了在单码本上报模式下CSI可以准确上报。