多天線組播系統(tǒng)空時傳輸方法研究.pdf

1、無線多媒體業(yè)務(wù)需求的增長，尤其是移動運(yùn)營商和用戶對手機(jī)電視業(yè)務(wù)的強(qiáng)烈需求推動了多媒體廣播/組播業(yè)務(wù)的發(fā)展。另一方面，多天線技術(shù)在不增加帶寬和發(fā)射功率的前提下提高頻譜利用率和傳輸可靠性?？紤]將多天線技術(shù)應(yīng)用于組播通信可以有效提高組播系統(tǒng)的性能，這就是多天線組播傳輸。將發(fā)射波束成型技術(shù)應(yīng)用到多天線組播系統(tǒng)，其獲得的容量隨著發(fā)射天線數(shù)的增大而增大，逼近組播系統(tǒng)容量。然而，這需要發(fā)送端知道理想的信道狀態(tài)信息，在實(shí)際系統(tǒng)中是很難實(shí)現(xiàn)的。因此，非理

2、想信道狀態(tài)信息下多天線組播系統(tǒng)的傳輸方案設(shè)計(jì)以及性能分析值得研究。在組播傳輸中，當(dāng)系統(tǒng)中任何用戶不能夠正確接收時，基站需要向所有用戶重傳該信息，導(dǎo)致無線資源的浪費(fèi)。為了減少重傳，分析組播系統(tǒng)的中斷性能具有重要的意義。本文首先針對用戶移動時基站只能獲得延遲信道狀態(tài)信息的場景進(jìn)行自適應(yīng)傳輸方案的設(shè)計(jì)。因?yàn)樾诺罓顟B(tài)信息的不匹配，傳統(tǒng)的最大最小波束成型方法將會導(dǎo)致很高的系統(tǒng)中斷。
　　 本文針對這一問題，首先利用延遲信道狀態(tài)信息和多普勒

3、頻移進(jìn)行信道容量估計(jì)，采用結(jié)合容量估計(jì)的新型最大最小波束成型方法，在用戶移動速度較低時，系統(tǒng)獲得接近理想信道狀態(tài)信息時的性能。當(dāng)用戶移動速度較高時，本文提出的方法性能下降嚴(yán)重。本文進(jìn)一步研究了新型最大最小波束成型方法和正交空時分組碼方法的模式切換問題，并針對組播組內(nèi)用戶移動速度差異很大的場景提出用戶分組傳輸方案。仿真結(jié)果表明，當(dāng)用戶移動速度較高時，傾向于選擇正交空時分組碼方法；用戶分組傳輸方案在較少的發(fā)射天線數(shù)或者較低的基站發(fā)射功率處性

4、能優(yōu)于正交空時分組碼方法。本文還研究了多天線組播系統(tǒng)的中斷性能。假設(shè)用戶均勻分布在一個小區(qū)內(nèi)，基站采用開環(huán)正交空時分組碼方法進(jìn)行傳輸，本文推導(dǎo)了多天線組播系統(tǒng)的中斷概率表達(dá)式。仿真結(jié)果驗(yàn)證了推導(dǎo)結(jié)果的正確性，并且表明在一定中斷概率要求下，組播系統(tǒng)達(dá)到的最大傳輸速率隨著發(fā)射天線數(shù)的增大而增大，隨著用戶數(shù)和小區(qū)半徑的增大而減小。當(dāng)發(fā)射天線數(shù)目有限時，為了提高系統(tǒng)的分集增益，本文進(jìn)一步分析了采用多個時隙傳輸方式時的系統(tǒng)性能。仿真結(jié)果表明當(dāng)發(fā)射