WiMAX 系统中 MIMO 应用若干关键技术研究.pdf

分类号密级
注 1
UDC
学位论文

WiMAX 系统中 MIMO 应用的若干关键技术研究
(题名和副题名)

李擒计
(作者姓名)

指导教师姓名吴援明教授
电子科技大学成都
(职务、职称、学位、单位名称及地址)

申请学位级别硕士专业名称信号与信息处理
论文提交日期 论文答辩日期_ _
学位授予单位和日期电子科技大学
答辩委员会主席
评阅人


2008 年月日



注 1 注明《国际十进分类法 UDC》的类号
独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方
外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为
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说明并表示谢意。

签名: 日期: 年月日


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签名: 导师签名:
日期: 年月日
摘要
摘要
多入多出(MIMO, Multiple Input and Multiple Output)技术能够突破传统的信
道容量香农理论极限,大幅度提高无线通信系统的频谱效率,并能够提升系统的
抗衰落能力,被公认为是无线通信技术的发展趋势。同时,WiMAX(Worldwide
Interoperability Microwave Access)系统作为基于 标准的新一代宽带无
线接入系统,由于其抗衰落能力强、覆盖范围大等优点,广泛受到学界和业界的
亲睐,目前正处于研究并即将商用的阶段。基于上述原因,将 MIMO 技术应用于
WiMAX 系统有很好的前景,但是,在应用过程中,有很多问题需要解决,本文针
对其中的若干关键问题展开研究。
研究主要集中在 MIMO 分集与复用自适应转换算法,MIMO 技术的应用对
WiMAX 组网的影响分析,WiMAX 系统应用 MIMO 技术的性能评估,以及 WiMAX
系统仿真中 MIMO 信噪比计算等方面,并在这些方面都取得了一定的研究进展。
在 MIMO 分集与复用自适应转换算法方面,论文首先分析了 Robert W. Heath
基于码字 Euclidean 距离的 MIMO 分集与复用自适应转换算法、Antonio Forenza
基于信道空间相关矩阵条件数的 MIMO 分集与复用自适应算法等一批典型的研究
成果。分析发现,这些成果都是脱离具体通信体制的理论级成果,在算法设计和
理论分析过程中都作了一些和实际系统相差较大的假设,距离实际系统能够直接
应用有较大的距离。通过对无线通信系统系统模型的矩阵理论分析,基于信道矩
阵的奇异值分解,作者提出了一种基于 MIMO 等效信道功率比例的分集与复用自
适应转换算法。根据系统实际需要的不同,设计了算法的覆盖优先策略和速率优
先策略,并结合 WiMAX 系统设计了算法的应用方案,分析了多逻辑子载波时算
法的应用问题。在中兴通讯的仿真平台基础上,构建了仿真平台,在 频段
10MHz 带宽的 SCME(Extending of Spatial Channel Model)信道模型城区微小区和郊
区宏小区环境下,对比仿真了 WiMAX 单入单出系统、MIMO 分集方式、MIMO
复用方式以及本文提出的基于 MIMO 等效信道功率比例的分集与复用自适应转换
算法性能,仿真结果表明:
(1)在 SCME 信道模型城区微小区环境下相对于单入单出的 WiMAX 系统,
使用 MIMO 分集、复用以及本文提出的 MIMO 自适应算法分别有 、
、 的扇区吞吐量增益。
(2)在 SCME 信道模型郊区宏小区环境下,相对于单入单出的 WiMAX 系统,
I
摘要
使用 MIMO 分集、复用以及本文提出的 MIMO 自适应算法分别有 、
、 的扇区吞吐量增益;将小区半径扩展 1