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LTE是英文Long Term Evolution的缩写,也是俗称的3.9G,它改进并增强了3G的空中接入技术,采用OFDM和MIMO作为其无线网络演进的唯一标准,改善了小区边缘用户的性能,提高小区容量和降低系统延迟。下行峰值传输速率100Mbps,上行峰值传输速率50Mbps的传输速率较3G时代又有了更大的进步。而多天线技术作为LTE的关键技术之一,其为提高频谱利用率、提高传输速率做出了卓越的贡献。
多天线多输入多输出技术具有潜在的高频谱效率,已成为下一代无线通信系统的关键技术之一。但是目前单点对单点的单用户MIMO系统的研究已经接近饱和,多用户MIMO技术应运而生。该技术能够更进一步的提高频谱利用率,提高系统容量,但随之而来的多用户间的干扰问题亟待解决。
本论文所做的TD-LTE系统多用户MIMO检测算法的研究是基于国家科技重大专项“TD-LTE同频组网下ICIC问题的研究”所搭建的TD-LTE系统级仿真平台。主要对TD-LTE上下行单用户MIMO与多用户MIMO传输模式均提出了检测算法,并且推导出各自对应的后处理SINR计算公式,最终统计仿真结果,分析系统性能。
本论文首先对无线通信系统的发展进行了总结和回顾,并且对本论文的结构做出了安排。其次对TD-LTE系统级仿真平台进行了详细介绍,包括其系统架构和仿真主控流程,详细描述了平台十个子系统各自的功能模块和设计过程。接着对多天线和多用户技术的系统模型进行了信道容量分析,并且对经典线性检测算法和非线性检测算法进行了公式推导和性能分析,给出了对比仿真结果。紧接着介绍了TD-LTE仿真平台中多用户MIMO及其检测算法的具体仿真实现,包括分析接收信号与同频干扰、检测后的信号表示、后处理SINR公式的计算与推导。然后进行了上下行多用户MIMO与单用户MIMO在TD-LTE系统级仿真平台上的仿真结果对比,表现多用户MIMO在提高系统吞吐量上的贡献。最后对整个研究工作做出总结,并提出下一步的工作展望。