《利用位置信息的MIMO系統有限速率反饋技術研究》是依託東南大學，由王炎擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：利用位置信息的MIMO系統有限速率反饋技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王炎
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
MIMO系統有限速率反饋技術在未來無線通信系統的自適應傳輸和資源分配中起著橋樑作用，如何設計一個好的、低反饋量的碼本是近年無線通信領域學術界和工業界共同關注的焦點和研究熱點之一。本課題首先從MIMO信道由發射系統、空間傳播信道和接收系統複合而成的物理本質特性出發，研究一種新穎的分層碼本設計方法。該碼本能夠利用位置信息進行碼本選擇，並顯著降低系統的反饋量；其次，我們利用用戶上行鏈路信息對其進行無線定位，然後將上行鏈路測量的位置信息轉化為解決下行鏈路多用戶MIMO系統中用戶分組和調度問題。通過合併分層碼本中的公共碼本，以解決寬頻多用戶MIMO系統中多用戶調度和信道信息反饋量大的難題；最後，我們將利用一個已有的分散式MIMO試驗平台開展MIMO複合信道及分層碼本性能測試工作，為理論研究的改進奠定基礎。
結題摘要
經過3年的課題研究，我們分別在MIMO信道建模、混合信息無線定位技術、利用位置信息的MIMO系統有限速率反饋技術和寬頻多天線試驗系統四個方面取得了一定的研究進展和部分技術突破。 首先，我們根據射線追蹤原理分析並建立了發射、路徑傳播、接收信號的角度、強度、時延三維數學模型，然後用VC++ OpenGL語言仿真了MIMO信道，供各種無線定位算法測試用。 其次，充分利用MIMO系統的接收到達角、信號時延和都卜勒信息，提高移動台的定位精度。基於這些測量信息的定位方程組是高度非線性的，為了解決這一問題，我們提出了一種基於加權平均的格線搜尋算法，該方法集中了約束最佳化和機率分布的優點。仿真結果表明，該方法能獲得比現有的各種定位方法定位精確高。 第三，本課題的研究重點集中在利用位置信息的MIMO系統有限速率反饋技術。解決的第一類問題是高速鐵路系統的寬頻通信問題，由於高速列車的運動軌跡確定，我們提出了一種基於位置反饋與預測的閉環波束形成方法。利用移動用戶的運動軌跡信息，解決了因用戶高速運動、反饋延遲造成傳統波束形成系統性能下降的問題，同時大大降低了閉環波束形成系統所需的反饋量。因為反饋的位置信息需要量化，我們提出了一種位置碼本設計方法，幫助實現發射端對接收端實時位置的精確預測，提高了位置反饋信息預測波束形成的性能。 拓展到更一般的移動通信場景，我們研究了兩種利用位置信息的調度技術。第一種調度方案將移動台的位置信息轉化為基站到各個移動台之間的距離信息，僅通知距離基站較近的幾個用戶計算各自的SINR值，並反饋回基站端，最後根據最大SINR進行調度。當系統中用戶數比較多時，採用該調度方案可以有效降低反饋開銷及計算複雜度。第二種調度方案首先在基站建立“位置―信道狀態信息”資料庫，其次，基站對其周圍所有活躍用戶進行定位，然後從“位置―信道狀態信息”資料庫中獲得所有用戶的信道狀態信息。根據所有用戶的信道狀態信息，我們採用了基於最大SINR的多用戶調度方法。採用該調度方法不再需要占用系統頻寬進行反饋信息的傳輸。數值仿真表明，該調度方法能取得與基於無誤差反饋的多用戶調度方法相近的吞吐量性能。 最後，採用軟體無線電的設計思想，我們研製了一套中頻頻寬100MHz C波段收發機、寬頻任意波形產生基帶模組和高速數據採集模組，可以完成各種場景下的多天線通信系統性能測試與驗證。 課題研究取得的成果為國際刊物文章
