【摘要】：為了迎接WiMAX等移動(dòng)寬帶無線接入技術(shù)市場的挑戰(zhàn),2004年3GPP啟動(dòng)了UMTS標(biāo)準(zhǔn)的長期演進(jìn)版本-LTE。2008年3GPP開始了面向LTE的平滑演進(jìn)LTE-A技術(shù)的研究。LTE-A引入了多個(gè)關(guān)鍵技術(shù),包括載波聚合、中繼技術(shù)、多天線技術(shù)、多點(diǎn)協(xié)作技術(shù)等。LTE-A多天線系統(tǒng)中可支持發(fā)射天線數(shù)增加到8天線,在8天線有限反饋系統(tǒng)中3GPP提出雙碼本預(yù)編碼技術(shù),雙碼本預(yù)編碼碼本設(shè)計(jì)以及碼本選擇成為LTE-A系統(tǒng)中需要解決的關(guān)鍵問題。同時(shí),LTE-A系統(tǒng)中引入中繼技術(shù)來提升小區(qū)邊緣用戶性能、增加小區(qū)覆蓋面積能力。中繼傳輸引入新的傳輸節(jié)點(diǎn),使得LTE-A系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更加復(fù)雜,為了降低中繼節(jié)點(diǎn)帶來的干擾,需要對現(xiàn)有頻譜進(jìn)行合理分配,從而有效提高系統(tǒng)整體容量和邊緣用戶頻譜效率。本文首先介紹LTE-A系統(tǒng)基礎(chǔ)知識及關(guān)鍵技術(shù),給出LTE-A系統(tǒng)鏈路級仿真平臺搭建流程圖。LTE-A鏈路級仿真平臺是在LTE仿真平臺的基礎(chǔ)上,根據(jù)3GPP 36系列物理層協(xié)議添加多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)模式7-9,構(gòu)建出符合要求的LTE-A鏈路級仿真平臺。論文完成了LTE-A鏈路級仿真平臺的搭建,包括調(diào)制編碼、預(yù)編碼、信道產(chǎn)生、信道估計(jì)、MIMO解碼、結(jié)果統(tǒng)計(jì)等模塊的詳細(xì)設(shè)計(jì)說明。鏈路級仿真平臺支持LTE-A標(biāo)準(zhǔn)中的全部MIMO傳輸模式,其中模式5為多用戶傳輸模式,其他均為單用戶模式。然后,論文第三章主要討論雙碼本預(yù)編碼技術(shù),詳細(xì)介紹了基于DFT固定碼本的單碼本設(shè)計(jì)方法和3GPP R10中雙碼本設(shè)計(jì)方法,分析固定碼本的優(yōu)缺點(diǎn),提出一種基于格拉斯曼差分碼本的雙碼本碼本設(shè)計(jì)方案。該方案利用格拉斯曼碼本的性質(zhì),隨著信道信息的變化實(shí)時(shí)地更新碼本集合,使其更好的追蹤到信道信息、減小量化誤差,從而提高多天線系統(tǒng)性能。文中還討論了兩種雙碼本選擇算法：聯(lián)合選擇算法和兩級選擇算法,從復(fù)雜度、延時(shí)和性能等方面進(jìn)行分析,結(jié)果表明兩級選擇算法優(yōu)于聯(lián)合選擇算法。接著,論文第四章搭建了LTE-A中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級仿真平臺。LTE-A中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級仿真平臺是在LTE-A傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上添加中繼網(wǎng)絡(luò),主要仿真模塊包括：中繼網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�、用戶生成、用戶接入、信道模型、調(diào)度與自動(dòng)混合重傳(Hybrid Automatic Repear Reques, HARQ)、鏈路級到系統(tǒng)級(Link- Level to System-Level, L2S)接口映射、上行反饋等。在仿真平臺實(shí)現(xiàn)后,根據(jù)不同的校準(zhǔn)場景對系統(tǒng)級仿真進(jìn)行一致性校準(zhǔn),仿真結(jié)果顯示與3GPP技術(shù)文檔結(jié)果一致,驗(yàn)證了中繼網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級仿真平臺的有效性。最后,論文針對中繼網(wǎng)絡(luò)資源分配方案進(jìn)行了研究。在傳統(tǒng)蜂窩網(wǎng)絡(luò)資源分配方案的基礎(chǔ)上,提出一種定向中繼部分頻率復(fù)用(Fractional Frequency Reuse, FFR)資源分配方案。此方案中中繼傳輸鏈路與基站傳輸鏈路占用同一可用頻帶,通過相鄰扇區(qū)占用交錯(cuò)頻帶降低中繼與基站間的干擾。相比全向中繼網(wǎng)絡(luò),定向中繼能帶來更大的系統(tǒng)性能增益。接著本文介紹了三種用戶接入算法并對其性能進(jìn)行分析對比,得出了基于信干噪比接入算法性能最優(yōu)的結(jié)論。
[Abstract]:In order to meet the challenges of the mobile broadband wireless access technology market such as WiMAX, 3GPP launched the long-term evolution version of UMTS standard - LTE in 2004. In 2008, 3GPP began to study the LTE-oriented smooth evolution LTE-A technology. LTE-A introduced a number of key technologies, including carrier aggregation, relay technology, multi-antenna technology, multi-point cooperation technology and so on. In the antenna system, the number of transmit antennas can be increased to 8 antennas. In the 8-antenna limited feedback system, 3GPP proposes the dual codebook precoding technology. The design and selection of dual codebook precoding codebook become the key problems to be solved in LTE-A system. At the same time, the introduction of relay technology in LTE-A system can improve the performance of cell edge users and increase the performance. Cell coverage capacity. The introduction of new transmission nodes in relay transmission makes LTE-A system more complex in structure. In order to reduce the interference caused by relay nodes, it is necessary to allocate the existing spectrum reasonably, so as to effectively improve the overall system capacity and spectrum efficiency of edge users. LTE-A link-level simulation platform is based on LTE simulation platform. According to 3GPP 36 series physical layer protocols, multiple-input multiple-output (MIMO) mode 7-9 is added to construct LTE-A link-level simulation platform. LTE-A chain is completed in this paper. Link-level simulation platform supports all MIMO transmission modes in LTE-A standard, in which mode 5 is multi-user transmission mode and the others are single-user mode. This paper discusses the double codebook precoding technique, introduces the single codebook design method based on DFT fixed codebook and the double codebook design method in 3GP R10 in detail, analyzes the advantages and disadvantages of the fixed codebook, and proposes a double codebook design scheme based on Glassman differential codebook. This paper also discusses two kinds of double codebook selection algorithms: joint selection algorithm and two-stage selection algorithm, which are analyzed from the aspects of complexity, delay and performance. The results show that the two-stage selection algorithm is superior to joint selection algorithm. Secondly, the LTE-A relay network system-level simulation platform is built in the fourth chapter. The LTE-A relay network system-level simulation platform is based on the LTE-A traditional cellular network. The main simulation modules include: relay network topology, user generation, user access, channel model, scheduling and automatic hybrid retransmission (Hy). Brian Automatic Repear Reques, HARQ, Link-Level to System-Level (L2S) Interface Mapping, Uplink Feedback, etc. After the implementation of the simulation platform, the system-level simulation is calibrated according to different calibration scenarios. The simulation results are consistent with the results of 3GPP technical documents, which verifies the system-level simulation of the relay network. Finally, the paper studies the resource allocation scheme for relay networks. Based on the traditional resource allocation scheme for cellular networks, a resource allocation scheme for directional relay partial frequency reuse (FFR) is proposed. The relay transmission link occupies the same available resource as the base station transmission link in this scheme. In order to reduce the interference between the relay and the base station, the directional relay can bring more performance gain than the omnidirectional relay network. Then, three user access algorithms are introduced and their performance is analyzed and compared, and the conclusion that the performance of the algorithm based on SINR is the best is obtained.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2186230