分布式天线系统中基于不完全CSI的自适应传输技术研究

发布时间：2019-10-13 05:28

【摘要】：随着现代通信技术的快速发展,人们对高速率和高质量的数据通信业务的需求将越来越多。因此如何开发新的技术来有效地提高系统频谱利用率(SE,Spectral Efficiency)和链路可靠性,将是无线通信所面临的挑战。分布式天线系统作为一种新兴技术,其无论在减少发射功率、增大频谱利用率、以及有效覆盖盲区等方面都具有无可比拟的优势。自适应调制(AM,Adaptive Modulation)技术可以根据信道状况,对无线资源实现合理分配,从而满足用户服务质量(Qo S,Quality of Service)要求。为此,本文将针对分布式天线系统在不完全信道状态信息(CSI,Channel State Information)条件下的AM方案进行研究,以期能够满足Qo S要求同时提高系统频谱效率或能量效率(EE,Energy Efficiency),为AM技术在分布式天线系统中的实际应用提供理论基础。全文主要工作如下:1.研究分布式天线系统中的自适应调制方案。根据目标误比特率(BER,Bit Error Rate)要求以及加性高斯白噪声信道下精确BER,给出了一种改进门限,可获得与真实门限非常相近的值。基于此推导了系统平均SE和平均BER的准确闭式表达式。仿真结果表明,改进门限避免了通常近似门限所带来的SE损失,而且所推导的理论表达式与仿真结果取得较好的一致,故为系统性能评估提供了有效方法。2.研究分布式天线系统在不完全CSI条件下的自适应调制方案。鉴于实际中信道信息很难完全获得,故首先给出一种基于不完全CSI的AM方案。然后利用最大后验概率算法和近似BER,提出一种可自适应信道信息变化的可变门限。该门限可降低估计错误对系统性能的影响,且包含前面所提改进门限作为特例。在此基础上,采用数值积分方法推导出平均SE和平均BER的近似闭式表达式,可有效评估系统在不完全CSI条件下性能。仿真结果表明所给理论分析是有效的,可变门限相比通常的固定门限能够承受较大误差影响。3.研究分布式天线系统中能量有效的自适应传输技术。考虑到不完全CSI对能量效率的影响,在目标BER和最大功率约束条件下,以最大化EE为目标,利用分式规划理论,提出基于数值迭代的次优功率分配方案。为了避免迭代运算,采用排序法和朗伯W函数,给出一种次优功率分配的闭式解。仿真结果表明,两种优化方法可获得非常相近的EE性能,而且后者由于不需要迭代计算可以有效降低复杂度,实现了性能与复杂度的有效折中。
【图文】：

分布式天线系统,天线系统

多根天线分散部署在小区内，各天线用链路与中央处理单元进行连接，如同轴电缆、元[58]。直观地说，分布式天线系统减少了平均发射功率，并在小区内营造了更加均匀的覆盖基站部署的环境下通过提高覆盖率、降低中断布式天线系统的一个重要应用，主要包括写字成为提高室外覆盖，如体育场、城市等领域的相比传统的微基站，天线安装在屋顶更容易获得密集领域更加有效的部署，获得更高的容量[59]式天线系统还可以有效对抗多径衰落、阴影衰的集中式天线系统中所有天线集中放置，分布

框图,自适应调制,原理框图

根据信道估计结果提取调制方式，之后解调数据，输出比特流；同时将信道估计结果反馈给发送端，发送端的调制方式选择模块根据反馈的信道状态信息，，选出最佳的自适应调制方式。AM基本原理框图如图2.3所示。图2. 3自适应调制原理框图通常采用 M-QAM 调制方式来进行自适应优化，M-QAM 星座设定为{Mn}。AM 技术可以分为两种：连续速率 AM 和离散速率 AM。连续速率 AM 根据瞬时的信道状态来改变k胃龇诺谋忍厥庖馕蹲舓畏糯涞谋忍厥⒎茄细竦恼导视τ弥薪夏咽迪郑实腁M 可以提供理论上的性能上界[35]。相比而言，离散率 AM 更实际，其中调制方式nM 严格限制为2n，n 为正整数。以瞬时 BER 约束的离散率 AM 为例，满足目标误比特率objBER 的前提下，根据瞬时信噪比
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN929.5

【共引文献】