TD-LTE系统下行链路自适应波束赋形技术研究

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TD-LTE系统下行链路采用的多天线技术包括:发射分集、空分复用、波束赋形;在实际应用中,系统会根据不同的场景实现该三种模式的自适应切换。其中基于用户参考信号的波束赋形技术,能够充分利用时分双工LTE(TD-LTE)上、下行信道的互易性,针对单个用户进行动态的自适应波束赋形,提高传输速率和增强小区边缘覆盖性能。本文重点针对TD-LTE系统单用户调度的情况,基于最大信噪比(MSNR)准则并结合EBB算法,研究了两种动态自适应赋形传输方案:窄带-EBB加权算法和宽带-EBB加权算法,分别从上行信道估计偏差、上下行信道信息迟延、终端移动速度三个方面综合评估其各自性能优劣及适用场景。研究结果表明:在上下行信道契合较好的情况下,窄带-EBB加权算法由于加权颗粒度较细,性能较优;在上下行信道契合较差的情况下,宽带-EBB加权算法由于加权颗粒度较粗,信道空间相关特性相对稳定,性能更为稳健。在窄带-EBB加权算法基础上,改变上行由固定单天线发射而采用两天线轮流发射的方式,研究了完整信道矩阵奇异值分解(SVD)下的赋形算法,在此基础上提出了一种基于2阶矩阵快速特征值分解的优化算法。理论分析和仿真结果表明:相对于仅利用信道向量的单天线发射,两天线轮流发射能获得更完整的信道状态信息,更好的匹配下行两天线最大比合并(MRC)接收,传输性能更佳;优化的算法在保持相近误块性能的同时,大大降低了运算量,对工程实践具有一定的指导意义。
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