LTe-Advanced下行系统级仿真平台的实现及预编码技术的研究

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随着多媒体与数据通信技术的迅猛发展,用户对高速无线通信技术的要求也开始越来越高,因此,面向移动计算、移动多媒体以及移动数据的LTE-Advanced系统开始逐渐兴起。LTE-Advanced系统的核心技术为OFDM和MIMO。但是在现在的LTE-A系统中,运用OFDM技术进行信道均衡时需要用到精确的信道估计信息,给信道带来无法承受的负担,此外,MIMO系统中并行的多流数据或者多用户之间会存在干扰的问题。  本文以工信部电信研究院传输所LTE项目为背景,对基于信道估计的MMSE均衡方案和多天线系统中的预编码算法等做了深入的研究,并提出了一种基于MMSE准则的预编码的调整方案,以提高LTE-A系统的信噪比。本论文的主要工作如下所示。  第一,LTE-A下行的系统级仿真平台的搭建。仿真平台是基于3GPP相关协议以及IMT-Advanced标准,采用VC++和Matlab两种仿真工具进行搭建的。其中主要包括系统参数和信道仿真参数的设置、仿真流程的设计思路、系统模块的划分及各个模块的代码和功能的具体实现,以及仿真结果的分析。  第二,LTE-A系统中的预编码算法的研究,主要包括两个方面。  (1)进行了信道估计的MMSE均衡的研究。MMSE均衡的目标是使均方误差(MSE)最小化。在搭建的平台中,进行SINR计算时所用到的处理因子W(n)中的干扰功率只包含了白噪声以及7个最强扇区的所有干扰功率,而精确的信道估计所得到的W(n)应该包含所有扇区的干扰功率,所以,在已有干扰模型的基础上,提出了3种新的信道估计的MMSE均衡模型,对这4种干扰模型进行了对比分析,找到最优方案。  (2)多天线系统中预编码的研究。当接收端是多天线配置的时候,中继通过有限反馈系统获得前向信道的CDI,MMSE预编码方案忽视量化误差存在的影响,会造成性能损失,且计算复杂度较高,所以有了一种基于量化误差的改进的MMSE算法,这种算法不仅在BER性能上有了较大提高,而且降低了计算复杂度,但是没有考虑前向信道和后向信道杂声对系统BER性能的影响,所以,为了考虑前向信道和后向信道噪声对系统BER性能的影响,本论文在MMSE预编码的基础上提出了一种基于MMSE的联合预编码方案,相对于MMSE预编码算法,这种方案虽然复杂度有所增加,但却具有较高的BER性能,特别是低信噪比的情况下。
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