多用戶(hù)MIMO廣播信道用戶(hù)調(diào)度的研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)利用了空間復(fù)用和空間分集，在一定程度上大幅度提高了通信系統(tǒng)的吞吐量和頻譜利用率，并且能更好地適應(yīng)現(xiàn)代通信系統(tǒng)高傳輸速率和高可靠性通信的需求。然而，在多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)中，用戶(hù)間的相互干擾對(duì)通信系統(tǒng)整體性能的影響不容忽視。預(yù)編碼可以有效地消除用戶(hù)間的干擾，但對(duì)通信系統(tǒng)的服務(wù)能力有了更高的要求。當(dāng)一個(gè)通信系統(tǒng)中待服務(wù)的用戶(hù)數(shù)超過(guò)該通信系統(tǒng)的服務(wù)能力與服務(wù)質(zhì)量時(shí)，對(duì)應(yīng)一個(gè)過(guò)載的多用戶(hù)MIMO通信系統(tǒng)，就需要根據(jù)一定

2、的準(zhǔn)則優(yōu)先選擇其中的部分用戶(hù)進(jìn)行服務(wù)。本文的研究重點(diǎn)就是多用戶(hù)MIMO通信系統(tǒng)中的用戶(hù)調(diào)度方案。
　　本文首先對(duì)目前移動(dòng)通信的發(fā)展和面臨的挑戰(zhàn)進(jìn)行了綜述，主要闡述了一些移動(dòng)通信關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀，并對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的研究意義進(jìn)行了分析。其次，分別對(duì)單用戶(hù)MIMO系統(tǒng)和多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)建模，根據(jù)對(duì)應(yīng)的建模方法，進(jìn)一步分析了單用戶(hù)MIMO系統(tǒng)和多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)的容量。由于研究?jī)?nèi)容的需要，又介紹了幾種多用戶(hù)MIMO通信系統(tǒng)的預(yù)編

3、碼方案和功率分配算法，重點(diǎn)介紹了基于完善信道狀態(tài)信息的最優(yōu)功率分配算法，即灌水功率分配算法，以及分塊對(duì)角化預(yù)編碼方案?；谒龅念A(yù)編碼方案，本文重點(diǎn)研究了多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)中的用戶(hù)選擇算法，從兩個(gè)不同的角度對(duì)用戶(hù)調(diào)度問(wèn)題進(jìn)行了闡述與分析，包括基于用戶(hù)信道矩陣處理的用戶(hù)選擇算法和基于用戶(hù)信道矩陣子空間處理的用戶(hù)選擇算法。
　　在基于信道矩陣處理用戶(hù)選擇算法的討論中，首先講述了最優(yōu)的用戶(hù)選擇算法，也就是基于完備集合的用戶(hù)選擇算法，最終

4、選擇出一個(gè)系統(tǒng)吞吐量（系統(tǒng)容量）最大的用戶(hù)集合，但是其計(jì)算復(fù)雜度很高。接著，我們介紹了基于容量準(zhǔn)則的用戶(hù)選擇算法，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步簡(jiǎn)化了算法復(fù)雜度，引出了基于范數(shù)的選擇算法，并提出了基于條件數(shù)的用戶(hù)選擇算法。最后，對(duì)所述的幾種用戶(hù)選擇算法的性能進(jìn)行了仿真分析。
　　在基于信道子空間處理的用戶(hù)選擇算法討論中，首先講述了經(jīng)典的半正交的用戶(hù)選擇算法，它是基于子空間的正交性來(lái)衡量各用戶(hù)信道之間的干擾程度。接著，介紹了我們提出的兩種基于L

5、2-Hausdorff空間距離的用戶(hù)選擇算法:基L2-Hausdorff空間距離和容量的貪婪型用戶(hù)選擇算法以及基于L2-Hausdorff空間距離和縮小用戶(hù)集合的用戶(hù)選擇算法。此外，我們還提出了基于空間夾角的用戶(hù)選擇算法，包括貪婪型和基于縮小用戶(hù)集合型的。最后，我們對(duì)所述的幾種基于信道子空間處理的用戶(hù)選擇算法做了仿真分析。仿真結(jié)果表明，我們提出的用戶(hù)選擇算法在保證一定的計(jì)算復(fù)雜度的前提下，很大程度地提高了系統(tǒng)的吞吐量性能，具有較好的實(shí)用