基于信道预测的时变TDD-MIMO信道互易性补偿方法

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1、西安电子科技大学硕士学位论文基于信道预测的时变TDD-MIMO信道互易性补偿方法姓名：王凯蓉中请学位级别：硕士专业：通信与信息系统指导教师：HI斌20100501MIMO技术在提高无线通信系统容量和可靠性上具有的巨大优势，使其成为未来移动通信普遍采用的技术之一。采用时分双工（TDD）的MIMO系统可以利用上下行信道的互易性，使得基站能够直接根据估计得到的上行信道状态信息进行下行发端预处理，而不需要额外的反馈开销。但是信道的时变特性将导致信道互易性的损失，使TDD系统的优势无法发挥。论文分析了信道时变对TDD-

2、MIMO通信系统信道互易性的影响，在此基础上提出了相应的补偿方法。本文主要内容如下：1.分析了时变空间信道模型NE-3GPPSCM（newlyextended-3GPPspatialchannelmodel）,及TDD系统的帧结构，并在此基础上通过仿真讨论了时变信道的特性；2.基于奇异值分解（SVD）方法，分别推导了信道时不变和信道时变情况下的系统容量公式，并进行了仿真验证，仿真结果表明，采用预编码方式时，信道时变严重影响了系统误码率和容量性能，信道互易性损失；3.为了补偿时变信道引起的信道互易性的损失，给出

3、了基于信道预测的补偿方法，仿真结果表明，该方法能够补偿信道时变造成的TDD・MIMO信道互易性的损失，有效提TDD-MIMO误码率性能和容量。关键词：TDD-MIMO信道时变帧结构信道互易性补偿方法AbstractWithanenormousadvantageofachievinghighsystemcapacity,MIMOtechniquehasbeenoneofthewidelyusedtechniquesinfuturewirelesscommunicationsystems.Byusingchann

4、elreciprocityintimedivisionduplex(TDD)MIMOsystems,thebasestation(BS)canpreprocesstransmittingdataaccordingtothechannelstateinformation(CSI)obtainedbyuplinkmeasurementwithoutadditionalfeedbackoverhead.Buttime-varyingchannelleadstothelossofchannelreciprocity,

5、whichwillinvalidatetheadvantageofTODsystems.Thisthesisanalyzestheimpactoftime-varyingchannelonchannelreciprocityinTDD-MIMOcommunicationsystems.Andthenmethodcompensatingchannelreciprocityisproposed.Themaincontributionsareasfollows:1.Thetime-varyingchannelmod

6、elNE-3GPPSCM(newlyextended-3GPPspatialchannelmodel)andtheframestructureapplicabletoTODsystemsarediscussed^andthecharacteristicsoftime-varyingchannelareanalyzed.2.AccordingtotheSVD-basedsystems,thecapacitiesovertime-invariantchannelandtime-varyingchannelared

7、erivedrespectively.Simulationresultsshowthatthebiterrorrate(BER)performanceandsystemcapacityareseverelydegradedovertime-varyingchannel,thechannelreciprocityisdestroyed.3.Acompensationmethodisgiventocompensatethelossofchannelreciprocityduetotime-varyingchann

8、elSimulationresultsshowthat,usingchannelpredictioninBScansignificantlyimprovestheBERperformanceandthesystemedacity.Thus,thechannelreciprocityiscompensatedeffectively.Keywords:TDD-MIMOTime-varyingChanne