LTE系统中MIMO预编码技术研究

LTE预编码技术要点

LTE预编码技术

目录 1 引言 (5) 1.1 编写目的.......................................................................................... 错误！未定义书签。 1.2 预期读者和阅读建议...................................................................... 错误！未定义书签。 1.3 文档约定 (5) 1.4 参考资料 (5) 1.5 缩写术语 (8) 2 技术特征 (9) 2.1 预编码技术概述 (9) 2.2预编码基本原理 (9) 3 基于码本的预先编码方案 (13) 3.1 码本设计应该考虑的因素 (13) 3.2 码本设计算法 (14) 3.2.1 基于天线选择的码本算法 (15) 3.2.1.1 2Tx (15) 3.2.1.2 4Tx (15) 3.2.2 基于TxAA的码本算法 (16) 3.2.2.1 2Tx (16) 3.2.2.2 4Tx (17) 3.2.3 基于DFT的码本算法 (18) 3.2.4 Householder码本算法 (19) 3.2.5 算法的性能分析 (21) 3.3 LTE预编码码本设计 (22) 3.3.1 2Tx 码本 (22) 3.3.1.1 2Tx码书的设计 (22) 3.3.1.2 2Tx码书的修正 (24) 3.3.2 4Tx码本 (26) 3.3.2.1 4Tx码书的设计方法 (26) 3.3.2.2 4Tx码书的特性分析 (29) 3.3.2.3 4Tx码书最终定稿 (40) 3.4 Codebook and Rank subset restriction (42) 3.4.1 为什么支持“码书和秩子集限制” (42) 3.4.2 码书和秩的子集限制算法 (43) 4 基于CDD的预编码 (45) 4.1 CDD的预编码原理 (45) 4.2基于小(零)时延CDD的预编码 (46) 4.2.1 小(零)时延CDD预编码的结构 (46) 4.2.2 小(零)时延CDD预编码的性能增益 (47) 4.2.3 时延参数设计 (49) 4.2.3.1 2Tx (49) 4.2.3.2 4Tx (51)

LTE系统中MIMO预编码技术研究

LTE系统中MIMO预编码技术研究 姓名：周明指导老师：胡浪涛 摘要：LTE是3G的演进，是3G到4G技术的一个过渡，在LTE协议中，改进并增强了3G的空中接口技术，并采用OFDM和MIMO作为其无线演进的唯一标准。本论文首先简要介绍了OFDM技术和MIMO 技术，然后对MIMO系统的预编码进行了重点介绍，同时仿真了不同反馈比特数下的迫零预编码算法，探讨了单用户的预编码技术与多用户的预编码技术。 关键词：LTE，MIMO，OFDM，预编码 引言 长期演进LTE项目是第三代移动通信技术（3G）的长期演进，要求提供比3G系统更高的频谱效率、传输效率和更低的传输延时，多输入多输出(MIMO)预编码技术通过在发送端对数据进行集中处理达到抑制或消除干扰、提高信道容量、降低接收端复杂度的目的，因此MIMO预编码技术已经成为LTE 系统的关键技术之一。 预编码技术是有效抑制MIMO信道中的多用户干扰方法之一。预编码通过利用信道的状态信息，在发射端调整发射策略，接收端进行均衡，从而提高MIMO系统的性能。在多用户MIMO下行链路中，各个用户之间无法相互协作，不能利用上行链路的联合检测来恢复发射信号，因此预编码是多用户MIMO下行链路获得复用增益和分集增益的关键。 预编码技术可以分为基于码本的预编码方式和基于非码本的预编码方式，LTE系统同时支持这两种方式。由于大多数预编码方案都需要在发送端已知当前的信道状态信息，但是因为反馈信道的开销十分昂贵，人们才提出基于码本的预编码方法。基于码本的预编码方法要求发送端和接收端共享同一套码本集合，然后根据具体的信道状况从一个确定的矩阵集合中的选取一个使系统性能最优的矩阵，再将该矩阵在码本集合中的序号反馈给发送端。这样的预编码方案使得反馈信道所需传输的数据量较小，大大的节约了成本。而基于非码本的预编码方式的基本思想是在发送端已知信道信息或通过信道估计得到信道状态的情况下，对信道信息矩阵H进行适当的分解，进而得到相应的发射端预编码矩阵、接收端均衡矩阵和将MIMO信道变换成若干个独立子信道的等效信道矩阵。这样的处理方法能够达到简化接收端算法，提高系统性能的目的。 1 LTE系统 1.1 LTE系统发展 目前主流的3G技术主要有TD-SCDMA、WCDMA和CCDMA2000，而前两种采用了3GPP技术演进路线，即由HSDPA演进至HSPA+，进而发展为LTE。虽然CDMA2000采用的是3GPP2路线，但由于高通对其最终演进技术UMB研发的放弃，其最终演进方向也定格在了LTE上【1】。在我国，由于WIMAX技术边缘化，而LTE自身完善的产业链、规模效应和更高的成熟度，故而受到了大多运营商的青睐。 相对于第三代移动通信系统，LTE最重要的改进在于采用全新空中接口技术，并使用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准。其主要优势是在20MHZ频谱带宽下能够提供下行100Mbit/s

LTE及LTE-A系统预编码技术的研究

LTE及LTE-A系统中预编码技术的研究 Xx 摘要：本文首先概述了预编码技术的发展历史、基本原理和研究意义。重点介绍了预编码技术在LTE及LTE-A系统中的应用，最后对预编码技术的发展趋势做出预测及综合评论。 关键词：预编码；LTE；CoMP The Research of LTE and LTE-A Precoding Technology xx Abstract: This paper first outlines the precoding technology of development history, basic principle and research significance., focusedly introducing the application of precoding techniques in LTE and LTE-A system., and finally forecasting the development trend of precoding technique and reviewing comprehensively. Key words: precoding; LTE; CoMP 1 前言 近十多年来，随着对基于多天线的多输入多输出（MIMO）技术研究的不断进步，无线通信取得了新一轮的蓬勃发展。在现有的商用移动通信系统中，用户数的增加和业务对速率要求的不断提高，使频谱资源日益紧张。在这样的背景下，理论界和工业界都积极地研究和推进MIMO 技术。MIMO 研究的最初期，主要是侧重利用多接收天线的接收检测算法，实现对数据流的正确解调。但由于MIMO 系统中常常是多路数据同时传输，信道比较复杂，仅仅依靠接收端的接收信号处理，难以达到工程需求的性能。在这样的背景下，MIMO 研究的侧重点转向了把更多的信号处理推向发射端，这就引出了MIMO预编码的研究。 预编码技术就是在已知信道状态信息(channel states Information，CSI)的情况下，发送端利用CSI对发送信号进行预处理操作，从而进一步提高用户和系统的吞吐量[1]。这种方法可以有效地抑制MIMO信道中的多用户干扰。实践证明，在

MIMO系统中预编码研究

MIMO系统中的预编码研究 摘要 多入多出（MIMO）无线通信技术大大增加了无线通信系统的容量，改善了通信系统的性能。而同时，B3G移动通信系统的研究也逐渐进入了实现阶段。作为B3G无线通信系统的主要技术，MIMO正受到越来越多的关注。与MIMO 无线通信相关的理论和关键技术也成为国内外研究的焦点,包括MIMO系统的预编码问题。 本文主要对MIMO中的预编码技术进行研究，主要内容概括如下： 1、深入了解MIMO系统的研究背景，对MIMO系统的信号模型做了分析。 2、归纳总结了现有的预编码技术的基本原理。以非线性预编码中的TH 预编码为重点进行分析。 关键词：MIMO，预编码，THP RESEARCH OF PRECODING FOR MIMO SYSTEMS ABSTRACT MIMO wireless communication technology has already greatly increased the capacity and improved the performance of the communication system. At the same time, the study of the beyond third generation (B3G) mobile communication system also gradually stepped into the initial phase of implementation. As one of the major techniques in the third generation system, the theory and key technology related to the MIMO wireless communication has received worldwide attention, including the research of MIMO precoding techniques. The paper focuses on the technology of the MIMO precoding techniques, the main content summarized as follows: 1. Go deeply into the research background of MIMO system, learning the signal model of MIMO system. 2. Conclude the existing precoding technology, emphases on the THP of the non-linear precoding. KEY WORDS: MIMO , precoding, THP

毫米波通信系统的LOS MIMO预编码技术研究

目录 摘要 ............................................................................................................................... I Abstract ............................................................................................................................. I I 第1章绪论 .. (1) 1.1 课题背景及研究的目的和意义 (1) 1.2 毫米波通信系统的研究现状 (3) 1.2.1 毫米波的传输特性及优点 (3) 1.2.2 毫米波通信的发展及应用 (3) 1.3 多入多出系统预编码研究现状 (5) 1.3.2 多入多出预编码国内研究现状 (5) 1.3.1 多入多出预编码国外研究现状 (5) 1.3.3 多入多出预编码国内外研究现状简析 (7) 1.4 本文的主要研究内容及结构安排 (8) 第2章毫米波LOS MIMO信道模型 (10) 2.1 信道和信号模型 (10) 2.1.1 MIMO信道模型 (10) 2.1.2 LOS MIMO信道模型 (11) 2.2 信道容量 (13) 2.2.1线阵列天线下信道容量对比 (15) 2.2.2 均匀圆阵列天线下信道容量对比 (16) 2.3 天线间距对信道容量的影响 (17) 2.4 预编码技术 (19) 2.5 本章小结 (23) 第3章LOS MIMO单用户预编码算法研究 (24) 3.1 信道和数学模型 (24) 3.2 传统单用户预编码算法 (26) 3.2.1 基于迫零准则(ZF)的预编码算法 (26) 3.2.2 基于最小均方误差(MMSE)的预编码算法 (26) 3.2.3 基于SVD分解的预编码算法 (27) 3.3 传统预编码算法在LOS MIMO下分析对比 (28) 3.4 LOS MIMO单用户改进预编码算法 (29)