多用户MIMO调度技术设计

发布时间：2017-09-24 09:21

  本文关键词：多用户MIMO调度技术设计

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【摘要】：4G已投入商用,MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)作为4G重要技术之一已越来越得到重视。多用户MIMO(Multi-User Multiple-Input Multiple-Output,MU-MIMO)中,多个用户共同竞争资源,然而这些资源不能同时分配给所有用户,所以调度技术显得尤为重要。本文以MU-MIMO系统为背景,主要分析下行链路用户调度问题。本论文首先介绍移动通信发展过程,描述MIMO系统概况,分析MU-MIMO用户调度技术现状。然后根据发送端是否已知信道状态信息(Channel State Information,CSI),分析单用户MIMO(Single-User Multiple-Input Multiple-Output,SU-MIMO)的系统容量,接着分析MU-MIMO的容量,引出多用户调度的概念以及特点。接着介绍预编码的基础知识,对经典的预编码方法进行比较,得出将信号泄漏噪声比(Signal to Leakage plus Noise Ratio,SLNR)最大化预编码应用于工程实践的结论。然后分析并对比了几种主流用户调度方法的性能。最后分析MU-MIMO中的用户调度问题,单纯根据容量公式进行最大化求解所带来的计算复杂度太大,所以需要将用户调度容量公式简化,本论文采用兼顾用户信道相关性以及信道增益的目标函数,根据天线和值进行用户选择,并设计了基于团队进步算法(Team Progress Algorithm,TPA)的调度方法来调度用户。该方法在实现系统容量最大化的同时,尽可能地减小了计算复杂度,加快了收敛速度。用户调度方法不仅要考虑系统总容量,还要考虑公平性能。仅采用基于TPA方法的用户调度方法不能实现公平性,所以本论文接着采用比例公平(Proportional Fair,PF)调度方法与TPA相结合的方法来调度用户,这样不仅增大了系统总容量,还保证了调度方法的公平性。
【关键词】：多用户MIMO 用户调度 团队进步算法 比例公平调度
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 移动通信的发展8-10
• 1.2 MIMO系统概述10-13
• 1.3 用户调度技术存在的问题13-14
• 1.4 本文主要工作和内容安排14-16
• 1.4.1 本文主要工作14
• 1.4.2 本文内容安排14-16
• 第二章 MIMO系统理论16-27
• 2.1 单用户MIMO16-22
• 2.1.1 系统模型16-17
• 2.1.2 系统容量17-22
• 2.2 多用户MIMO22-24
• 2.2.1 系统模型23
• 2.2.2 系统容量23-24
• 2.3 多用户调度24-26
• 2.3.1 多用户调度概念24-25
• 2.3.2 多用户调度特点25-26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 预编码与用户调度27-43
• 3.1 多用户MIMO下行链路预编码27-35
• 3.1.1 系统模型27-28
• 3.1.2 多用户预编码方法28-33
• 3.1.3 仿真结果33-35
• 3.2 用户调度35-41
• 3.2.1 用户调度准则36-37
• 3.2.2 用户调度方法37-39
• 3.2.3 仿真结果39-41
• 3.3 本章小结41-43
• 第四章 基于TPA的多用户MIMO调度43-54
• 4.1 TPA优化方法43-46
• 4.1.1 方法原理43
• 4.1.2 方法模型43-44
• 4.1.3 方法步骤44-45
• 4.1.4 方法流程45-46
• 4.2 基于TPA的多用户调度46-53
• 4.2.1 多用户MIMO调度模型47-48
• 4.2.2 基于TPA的多用户调度48-51
• 4.2.3 仿真结果51-53
• 4.3 本章小结53-54
• 第五章 TPA与PF结合的用户调度法54-59
• 5.1 多用户MIMO中的PF调度法54-55
• 5.2 TPA与PF调度方法结合55-58
• 5.2.1 方法原理55
• 5.2.2 方法步骤55
• 5.2.3 仿真结果55-58
• 5.3 本章小结58-59
• 第六章 总结与展望59-61
• 6.1 工作总结59
• 6.2 展望59-61
• 参考文献61-64
• 致谢64

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本文编号：910611