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目录 摘要    IV ABSTRACT    5 1　绪 论    6 1.1　选题背景    6 1.1.1  LTE技术背景    6 1.1.2  LTE-A技术背景    7 1.2  LTE-A关键技术及其应用前景    8 1.3 课题研究意义    11 1.4 本文的内容及主要贡献    11 2　LTE-A系统中的MIMO技术概述    13 2.1 LTE-A系统技术原理    13 2.1.1  双工方式    13 2.1.2  LTE系统的物理层技术    14 2.1.3  无线帧结构    16 2.1.4  上行物理信道    19 2.1.5  下行物理信道    22 2.2  MIMO系统介绍    26 2.2.1  MIMO系统模型    27 2.2.2  MIMO系统结构    29 2.2.3  MIMO系统的信道容量    32 2.2.4  MIMO系统的主要技术    32 2.3 LTE-A下行MIMO系统基本原理    33 2.3.1 下行OFDMA 传输技术    33 2.3.2下行链路MIMO技术    37 2.4 本章小结    38 3　无线信道模型    40 3.1 无线信道基本特征    40 3.1.1 大尺度衰落模型    40 3.1.2 中尺度衰落模型    41 3.1.3 小尺度衰落模型    41 3.2 多径时延引起的衰落    43 3.2.1 平坦衰落    43 3.2.2 瑞利选择性衰落    44 3.3 瑞利和莱斯分布    44 3.3.1 瑞利衰落分布    44 3.3.1 瑞利衰落分布    47 4 　MIMO信道模型    49 4.1　单输入单输出（SISO）信道的容量    49 4.2　多输入单输出（MISO）信道的容量    50 4.3　单输入多输出（SIMO）信道的容量    50 4.4　多输入多输出（MIMO）信道的容量    51 参考文献    52 摘要 近年来，随着无线通信的迅猛发展，多输入多输出(Multiple．Input Multiple．Output，MIMO)技术已逐渐成为核心技术之一。它在不增加带宽和额外发射功率的前提下，就能够实现高速率传输，使得在有限的频带上能实现更高速率信息的传输，这对于解决当今越来越紧缺的频谱资源提供了有力的技术条件，因此该技术在移动通信系统中有着很广阔的应用前景。然而，在实际通信环境中MIMO的通信性能常常受到无线信道衰落特性的影响，因此MIMO的大规模应用还面临着大量有待解决的问题。故需要对无线MIMO容量进行深入的研究。 LTE物理层的MIMO技术利用空间的自由度，在发射端和接收端采用多天线技术，充分发掘了空间资源，可在不需要增加频率资源和天线发射功率的情况下，成倍的提高系统的频带利用率和吞吐量。本论文研究了4G LTE物理层的MIMO技术，包括LTE系统的网络结构、关键技术和帧结构等。对MIMO系统的信道容量进行了分析和计算机仿真，对SISO、SIMO、MISO、MIMO系统在慢衰落瑞利信道条件下的信道容量表达式进行理论推导，并进行分析比较。文章还分析了无线信道的基本特征和无线信道的多径效应，推导和描述了多径衰落的频率选择性和信道响应时变特性的参数，推导了莱斯信道模型和瑞利信道模型的使用条件，并且要给出典型模型的具体数学表达。 关键字：MIMO;　LTE;　信道容量;　慢衰落瑞利信道 ABSTRACT MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)technology is one of the key technologies to realize the high-speed broadband wireless communication in the future，with a broad application prospect．However, compared to the conventional single-antenna communication system，the multi-antenna application of MIMO encounters with a large number of issues to be examined．The performance of MIMO communication depends largely on the fade characteristics of the radio channels．Hence，researches on the modeling of the wireless MIMO fading channel and the simulation technology ale needed in order to facilitate the development of the wireless MIMO communication techniques． The MIMO technology of LTE physical layer use the spatial degrees of freedom, and utilize the multi antenna technology at transmitting end and receiving end, fully exploit the space resources, could increase the system bandwidth utilization and throughput doubled in the case of doesn’t increase the frequency and antenna transmit power. This paper studied the MIMO technology of 4G LTE physical layer, including the network structure, key technology and frame structure of LTE system. In this paper, the channel capacity of MIMO system is analyzed and simulated, SISO, SIMO, MISO, MIMO system channel capacity expressions under conditions of the slow fading Rayleigh channel are derived and be analyzed and compared. We also analyzed the basic characteristics and the multipath effect of wireless channel; derived and described the frequency selective of multipath fading and the parameters of channel response time-varying characteristics; deduced the Ricean channel model and Rayleigh channel model using conditions; and given a detailed mathematical expression of a typical model. 1　绪 论 1.1　选题背景 移动通信系统经过几十年的发展和演进,从最开始的移动通信系统到现在已经渡过了几个时代。其中,第一代的移动通信系统(也就是1G)产生于二十世纪80年代。第一代的移动通信系统是仅仅是实现了能够通讯的原始要求,是一种基于模拟信号方式的移动通信系统。从2G移动通信系统开始,移动通信系统开始了第一次重大变革,引入了数字化的概念。3G移动通信系统则是另外一次创新,而这次创新的结果则是带领移动通信领域走进了宽带高速的世界。而长期演进(LTE, Long Term Evolution)系统[1][2],也就是所谓的4G系统,更加准确的说,其实4G系统指的是LTE系统的Release 10。这个版本也被称作LTE-Advanced,它相对于之前的多种3G系统在传输速率方面都有极大的提升。 3GPP (3rd Generation Partner Project)组织,全称为第三代合作伙伴 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 ,主要负责推进的通用移动通信系统技术的长期演进项目,也就是所谓的LTE项目,经过了大量高端技术人才的研究和验证,使其在众多方面都符合了第四代通信技术的要求,并且在很多方面有了第四代通信技术的特征,因此可以把它叫做“准4G”技术。从2008年开始,技术人员对更加先进的LTE-A系统进行了系统的研究,在原来的LTE技术己经研究妥善的固有基础上,通过增加一些先进的通信技术和对原有技术的增强,使LTE-A系统无论是在速率上还是在性能上都相对于原来的LTE系统有了很大的提升,并且真正意义上的实现了针对4G系统的各项要求,在众多4G 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 中,LTE系统标准占据了一个举足轻重的位置。 1.1.1  LTE技术背景 3G系统在通信的质量和容量上与2G系统相比，有了显著地提高，在诸多3G的技术标准中，又以3GPP提出的通用移动通信系统(Universal Mobile Telecommunications System，UMTS)的技术标准最具有影响力。虽然“分组化”、“宽带化”、“数据化”是移动通信系统的必然趋势，但由于移动通信领域的优势地位，3GPP在在其产业升级和标准演进的时间制定和工作执行上有自己的思量。在先进的国际移动通信(International Mobile Telecommunications．Advanced，IMT-Advanced)技术和高速分组接入之间，原本并没有考虑LTE，但是随着基于OFDM技术的WiMAX标准的产生，3GPP的移动通信厂商们不得不相互团结起来迅速跟进，为了保持3GPP标准相对于其他移动标准的长期优势，3GPP不遗余力地投入了LTE的标准化工作。现在，LTE标准应该说已经成熟，LTE采用扁平化网络结构和全因特网协议系统结构使传输延时更短和更适合承载数据业务，引入正交频分复用(OFDM)和多输入多输出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)等新兴的无线技术，使空中接口传输能力达到100Mbit／s以上。3GPP LTE已经被公认为是能在21世纪支撑世界电信工作的新一代移动通信系统。 LTE的核心目标大概分成三部分:第一是LTE系统要求能够提供较高的频谱利用率,第二则是LTE系统要能提供较高的峰值数据速率,第三则是相对于以前的通信系统要有较低的成本。无线通信系统能取得创新性突破的关键便是物理层的变革,LTE系统物理层上行传输过程中采用了峰均比较低的单载波频分复用(Single Carrier Frequency Division Multiple Access, SC-FDMA)技术,下行传输过程中采用了正交频分多址(Orthogonal Frequency Division Multiple Access, OFDMA)技术。LTE系统不仅在物理层上有着与以往不同的创新,同时在网络结构方面,LTE采用了与以往不同扁平结构,这样做的好处是能够降低呼叫建立时间和数据传输时延,更好的满足对实时性要求较高的业务。 LTE系统提出的主要要求和指标,大概包括下面几点: (1) 系统峰值速率:上行方向要求达到50Mbit/s,下行方向要求达到100Mbit/s,其中都是在最大带宽配置的情况下; (2) 频谱效率:下行方向达到高速下行分组接入系统(High    Speed Downlink Packet Access, HSDPA)的2-4倍,上行方向达到高速上行分组接入系统(High Speed Uplink packet Access, HSUPA )的2-3倍; (3) 可扩展带宽:支持    20MHz、15MHz、10MHz、5MHz、3MHz、1.4MHz等系统带宽; (4) 系统时延:用户面上要求达到小于5ms    (单向),控制平面上要求从驻留状态或者睡眠状态转换到睡眠状态的最大转换时间分别为100毫秒和50毫秒; (5) 移动性:系统对于无论是低速还是高速的情景的性能都提出了新的要求。 (6) 覆盖:LTE系统中,覆盖半径也有着一些新的要求,要求至少为100km; (7) 成本:LTE系统中各种成本(比如初期构建网络的成本和后期维护网络的成本)都应该有明显的降低。 1.1.2  LTE-A技术背景 LTE相对于3G技术，不仅是一次“演进”，实际上是一场“革命”，3GPP经过3年多全力以赴对LTE技术的研发，已经替换了UMTS系统中大部分的技术基础。在当前阶段，如果再次发起一场重大的技术改革，不仅没有可以支撑的储备技术，而且也未必有利于通信产业的发展。更何况，LTE目前已经具备了相当明显的第四代移动通信系统的技术特征，只要在此基础上适当地增强技术，就可以达到IMT-advanced的要求。因此，3GPP务必需要保持LTE标准的更新状态，为LTE的商业部署和产业化营造良好的运行环境。出于这种考量，LTE-A势必不会成为又一次的技术“革命”，而会作为LTE系统的平滑演进。在2008年下半年，已经基本确定了LTE-A的需求，具体如下小节所示。 LTE-A的演进目标[3]包括以下几个方面： (1) 平滑演进：LTE-A系统能实现LTE的全部功能，并支持与LTE的前后向兼容性，即R8 LTE的终端可以接入未来的LTE-A系统，LTE-A终端也可以接入R8 LTE系统。 (2) 峰值速率：下行瞬间峰值速率为1Gbit／s，上行瞬间峰值速率为500Mbit／s。 (3) 带宽：最大支持100MHZ的带宽，能够与LTE共享相同的频段。 (4) 频谱效率：在LTE原有应用场景下，平均频谱效率要求提高50％，即达到下行2.4(2*2天线)～3.7(biffs)／HZ(4*4天线)和上行1.2(1*2天线)～2(biffs)／HZ(2*4天线)。 (5) 端到端时延：时延的控制更加严格，控制层从空闲状态转换到连接状态的时延低于50ms，从休眠状态转换到连接状态的时延小于5ms，用户面在频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)模式的时延小于5ms，在时分双工(Time Duplex，TDD)模式的时延小于10ms。 (6) 成本：成本降低。 1.2  LTE-A关键技术及其应用前景 为了满足对LTE-A系统提出的多种需求以及对LTE-A系统个方面性能制定的指标,3GPP组织针对LTE-A系统多项关键技术,其中包括载波聚合技术、下行多天线增强技术、上行多天线、中继传输技术、多点协作技术和在异构网中增强型小区的干扰消除等关键技术。 其中,载波聚合技术是一种新型的技术,它通过聚合载波的方式把频域扩宽,来增强整个系统的带宽。上下行MIMO技术则是通过在发射端或者接收端使用多根天线,来提高小区的总吞吐量和每个MIMO用户的平均吞吐量,同时也可以提高频谱效率。多点协作技术则是通过两个或者多个小区之间的合作与协作来提高边缘小区的性能。中继传输技术釆取无线信号互相传递的方式,使用户之间的距离“变小”,以便增大无线网路的覆盖范围、扩大系统容量或者方便系统紧急的网络布置,通过这些关键技术LTE-A系统不仅按照要求达到了之前提出的各项指标,并且在很多方面大大地超过预期指标。接下来简单得介绍下LTE-A系统引入得几项关键新型技术。 (1)载波聚合: LTE-A系统支持两种不同的载波局和方式:非连续载波聚合方式和连续载波聚合方式,同时LTE-A系统还要求系统中的每个载波可以配置成可以兼容LTE系统的载波。针对LTE-A系统提出的最大带宽的要求(100MHZ),出现了两个问题,一个是分配给大多数运营商的频谱资源没有或者没有可用的这么大的一整块带宽,另一个问题是这么大的带宽在硬件方面无论是终端还是基站都是一个巨大的挑战,因此需要一种技术把几块频段拼接起来或者把零散的频段组合起来。于是,经过众多研究人员的讨论,LTE-A系统提出了一个新的概念:载波聚合。通过载波聚合技术,不仅提高LTE-A系统的吞吐量和峰值速率,更重要的一点是,这项技术还解决了大多数运营商都存在并且大多数运营商都十分关注的一个关键问题:频谱不连续。3GPP组织根据各家运营商的需求总结出了 12种载波聚合的应用场景,其中四种应用场景作为近期重点并且分别涉及到TDD和FDD的非连续和连续载波聚合场景。在对载波聚合的研究中,主要对如下几个场景进行讨论:第一种场景是同带下,对连续的载波聚合方式进行讨论;第二种场景是同带下,对非连续的载波聚合方式进行讨论;第三种场景是异带下的载波聚合场景的讨论,此情况只有非连续一种情景。 (2)上行传输 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 : 在之前的LTE系统中,上行方向上只支持一根发送天线。而在LTE-A系统中则将天线数量增加为四根,这样可以在上行方向上釆用分集技术或者复用技术。PUSCH中引入了单用户MMO的方式,单用户MIMO方式码字最多可达2个,层数最多可达4个;PUCCH和PUSCH —样也引入了 MIMO的概念,与PUSCH不同的是PUCCH目前只引入了发送分集的方式,这样做的好处是可以减少上行控制信息的误码率,增大上行控制信息的精准度和覆盖范围。 (3)下行传输方案: LTE-A下行传输方面,支持的天线数也有一定的改变。LTE系统中原本支持的最大天线数为4,而LTE-A系统中支持的最大天线数扩展为8,码字流向对于LTE系统没有变化,仍然最大码字流数目为2,但是LTE-A系统中的最大层数扩展为4。下行单用户的MIMO传输过程中,每个用户可以在多根天线中同时使用多个传输块,并且每个传输块单独分配编码方式,也就是说一个单用户MIMO传输过程中,两个传输块的编码方式可以是独立的。于此同时,LTE-A系统中还要求,支持多用户MIMO和单用户MIMO之间的动态切换,支持透明多用户MIMO。 (4)中继技术: 下一代移动通信系统需要城市的热点地区,也就是网络比较壅塞的地区,提供容量优化或者网络优化的能力,并且需要增加一些边缘地区,比如小区覆盖盲区,險道和农村的覆盖能力。中继技术则是针对这个问题引出的LTE-A另一个关键技术,这项技术在增大信号功率的同时并没有多余的噪音或者干扰,因此不仅提高了系统的覆盖范围,还可以在一定程度上提高系统的吞吐量。在中继技术中,用户终端可以不直接接入网络,而是通过一个中间的接入点通过传递的方式接入整个网络。基站不会直接将信号直接发送给用户,而是先把信号发送给某一个中继站(Relay station,或称Relay Node),然后再由这个中继站将信号转发给用户,上行则恰好相反。通过中继传输技术,LTE-A能够支持临时性网络部署和群移动,同时也能降低网络部署成本,提高小区边缘吞吐量以及扩大覆盖范围等。 (5)多点协作技术: 在LTE-A中引入了多点协作(Coordinated Multi-Points, CoMP)传输和接收技术。CoMP是指地理位置意义上的相互分离的多个传输点之间的沟通协作,多点协作技术可以分为上行多点协作接收和下行多点协作发射。在上行多点协作接收中,多个接收点采取联合接收用户发送信息的方式或者通过采取协作调度的方式来控制干扰。下行多点协作发射技术中,是否能再多个协调点上获取业务数据,可以分为联合处理方式(Joint Processing)和协作调度/波束赋形的方式(Coordinated Scheduling/Beamforming, CS/CB)。前者通过采用联合处理方式来获取传输增益,而后者通过采用协作方式来降低小区之间的干扰。LTE-Advanced与4G进程相互协同。目前,全球有超过18家运营商公布了自己的 LTE 部署计划,包括 NTT DoCoMo, Telstra, TeliaSonera, Verizon, Vodafone, AT&T等都明确表示将支持LTE。对于LTE-A,多家设备提供商和运营商都给予了极大关注,大部分设备商都积极参与LTE-A的标准化工作,向3GPP提交大量作用显著的提案,并且被加入到新的标准当中。可以预见的是,LTE终将是过客,而作为4G标准的LTE-A,将是运营商的最终归属。 1.3 课题研究意义 随着通信技术的迅猛发展和用户对通信质量以及信道容量要求的不断提高，新一代移动通信业务已从传统的语音业务扩展到多媒体业务，这对通信系统的频谱效率和服务质量(QoS，Quality of Service)提出了更高的要求。MIMO 技术在发射端和接收端分别采用多个天线，从而能够在不增加带宽的情况下成倍提高系统的传输速率和传输质量，是新一代无线通信系统的关键技术之一。 一个通信系统质量的优劣很大程度上取决于检测出的信号是否准确。即使系统中其他功能模块的性能很好，如同步、信道估计、编码等，但若检测器的性能欠佳，将影响整个系统的接收质量。因此， 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 出能够有效的实现性能和复杂度之间折中的检测方案是 MIMO 技术研究中的热点课题。 在 LTE-A 系统中，调制方式包括了更高阶的 64QAM 调制，在上、下行都对发射/接收支持的最大天线个数进行了升级，允许下行最多8天线 8 层发射。随着调制阶数和天线数目的提升，传统检测算法的复杂度会大幅提高，为了保证理想的检测性能和更小的系统时延，需要对现有的检测算法进行改进，使得改进算法既可以保证性能的优越性，又可以降低算法复杂度。 1.4 本文的内容及主要贡献 本文重点研究 LTE-A 系统中的 MIMO 信道容量，文中对MIMO系统的信道容量进行分析和计算机仿真，对SISO、SIMO、MISO、MIMO系统在慢衰落瑞利信道条件下的信道容量表达式进行理论推导，并进行了分析比较。分析了无线信道的基本特征和无线信道的多径效应，推导了描述多径衰落的频率选择性和信道响应时变特性的参数，推导了莱斯信道模型和瑞利信道模型的使用条件，并且给出了典型模型的具体数学表达。 2　LTE-A系统中的MIMO技术概述 未来的新一代移动通信系统(4G)需要提供极高的数据速率，然而频谱资源总是有限的，要支持高速率就要开发具有极高频谱利用率的无线通信技术。在理想情况下，MIMO 技术获得可以随着天线数目的增大而线性增大信道容量，具有极高的频谱利用率，是未来移动通信系统中最富有竞争力的技术之一。 2.1 LTE-A系统技术原理 2.1.1  双工方式 根据ITU-R(ITU-Radiocommunicationssector, 国际电信联盟无线电通信组)对第三代移动通信系统(3G)的频谱划分[5], 3G频谱被划分为成对频谱(Paired Spectrum)和非成对频谱(Unpaired Spectrum)，分别用于频分双工(Frequency Division Duplex，FDD)和时分双工(Time Division Duplex，TDD)两种双工方式。 LTE项目被定义为3G技术的演进，根据3GPP的要求，系统需要支持在成对频谱和非成对频谱中的部署，以使用现有的3G频段，并在将来可以重用第二代移动通信系统退网后流出的频段。因此，LTE系统需要支持FDD和TDD两种双工方式。同时，LTE还考虑支持半双工FDD (Half-duplex FDD, H-FDD)这种特殊的双工方式。 1.    FDD双工方式 FDD双工方式指的是蜂窝通信系统中上行和下行信号分别在两个频带上发送，上下行频带间留有一定的频带保护间隔，以避免上下行信号间的干扰。HDD使用上下行成对频段，信号的发射与接收可以同时进行，减少了上下行信号间的反馈时延。FDD双工方式在功率控制、链路自适应、信道和干扰反馈等方面有独特的优势。 2.    TDD双工方式 TDD双工方式中，发射与接收信号在相同的频带内,上下行信号通过在时间轴上不同的时间段内发送进行区分。TDD双工方式信号可以在非成对频段内发送，因此相比FDD系统具有配置灵活的特点。同时,由于上下行信号占用的无线信道资源可以通过调整上下行时隙比例灵活配置，非常适合于3G和B3G等以IP分组业务为主要特征的移动蜂窝网络。TDD系统可以充分利用信道的对称性，这会对于系统的信道估计、信号测量以及多天线技术的应用带来明显的好处。近年来随着TD-SCDMA(Time Division-Synchronous Code Division Multiple Access，时分同步码分多址)产业的不断完善以及TDD设备的日趋成熟,蜂窝移动通信领域加大了对TDD系统的研究力度，TDD双工方式将会在后续的演进系统中扮演更重要的角色。 3.    H-FDD双工方式 H-FDD是相对于现有的FDD (也即全双工FDD)而言的另一种双工方式。在半双工FDD中，基站仍然采用全双工FDD方式，虽然终端的发射与接收信号在不同的频带上传输，采用成对频谱,但其接收和发送信号不能够同时进行。H-FDD的终端接收和发送信号的方式与TDD类似。在LTE中采取H-FDD方式主要基于以下几点考虑。首先，从频段配置角度来看，由于许多零散频段的存在，如果完全使用全双工FDD方式，则不可能满足全部的部署；其次，H-FDD对终端收发双工方式的要求不如FDD严格，因而终端价格比较低廉；再次，对于某些业务，传输数据的速率要求比较低，H-FDD方式可以减少功率损耗，延长电池的使用时间。 2.1.2  LTE系统的物理层技术 LTE-A 中由于 MIMO、OFDMA/SC-FDMA 等技术的引入，物理层结构方面与原有的其它通信标准有较大的不同，主要体现在无线帧结构、参考信号配置等方面。在 3GPP 制定的 LTE/LTE-A 技术 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 中，TS 36.201 对物理层进行了总体描述[5]，TS 36.211 定义了上下行物理信道、参考信号，介绍了帧结构、调制方式、如何产生 OFDM 和 SC-FDMA 信号等[6]。下面将结合上述规范对 LTE-A 物理层技术进行介绍。 无线接口的协议架构 LTE 的无线接口主要是指用户终端(UE，User Equipment)和网络之间的接口，共包括三层，其协议架构如图2-1所示，其中的圆环表示不同层（或子层）间的服务接入点(SAPs，Service Access Points)。 图2-1 物理层周围的无线接口协议架 层 2的介质访问控制(MAC，Medium Access Control)子层与层1的物理层和物理层3的无线资源控制(RRC，Radio Resource Control)层之间具有接口。MAC 子层的传输信道由物理层提供，传输信道描述了信息的传输方式，即定义了“信息是如何传输的”。而物理层2的无线链路控制(RLC，Radio  Link  Control)子层的逻辑信道则由MAC子层提供，逻辑信道描述了信息的类型，即定义了“传输的是什么信息”。 物理层功能 物理层实现了传输信道向物理信道的映射，以传输信道为接口向上层提供数 据传输的服务。为了实现数据传输，物理层将提供如下功能[7]： （1） 在传输信道进行差错检测并向高层提供提示信息； （2） 传输信道的前向纠错(FEC，Forward Error Correction)编码/解码； （3） 混合自动重传(HARQ)请求； （4） 编码的传输信道与物理信道之间的速率匹配； （5） 编码的传输信道向物理信道的映射； （6） 物理信道的功率加权； （7） 物理信道的调制与解调； （8） 频率同步和时间同步； （9） 无线特性(radio characteristics)测量并向高层提供指示信息； （10）多输入多输出(MIMO)天线处理； （11）传输分集； （12）波束赋形； （13）射频处理。 2.1.3  无线帧结构 在物理层的规范中，通常用时间单位 的倍数来表示各种域的时域大小，该时间单位定义为 ，其中，15000 表示子载波间隔是15kHz，2048为在最高带宽配置下 IFFT 的点数[8]。LTE-A 系统的上行和下行都以无线帧结构传输数据，一个无线子帧的长度为： 。 LTE-A 系统支持 FDD 和 TDD 两种双工模式，由于 TDD 采用时间来区分上、下行，资源在时间上是不连续的，需要保护时间间隔来避免上、下行之间干扰，所以 LTE-A 分别为 FDD 和 TDD 设计了各自的帧结构，即适用于 FDD 的帧结构类型1和适用于 TDD 的帧结构类型2。 帧结构类型1 帧结构类型1适用于半双工和全双工的 FDD 模式。每一个无线帧共有 20 个时隙，从时隙0到时隙19，总长度为10ms，每个时隙长度为 。一个子帧由两个连续的时隙组成，即子帧 包括第 和第 时隙。如图2-2所示[9]。 图2-2  帧结构类型1 对于 FDD 模式，发射和接收信号是在同一频率信道的不同时隙中进行的。因此，对于每一帧来说，10个子帧既可用于下行传输也可以用于上行传输，FDD 依靠频率区分上、下行，因此单方向上的资源在时间上是连续的。 帧结构类型2 如图2-3所示，帧结构类型2适用于 TDD 模式。每一个无线帧由两个半帧构成，每一个半帧的长度为 ，包含8个时隙（即4个子帧）和一个由下行导频时隙(DwPTS，Downlink Pilot Time Slot)、上行导频时隙(UpPTS，Uplink Pilot Time Slot)和保护间隔(GP，Guard Period)构成的特殊区域[10]。 图2-3 帧结构类型2（5ms 切换周期） 协议规定 DwPTS、UpPTS 和 GP 的长度可以由系统配置，且三者的总长度应等于 1ms。具体配置如表2-1所示，其中 CP(Cyclic Prefix)表示循环前缀。 LTE-A 支持的上、下行子帧切换周期包含5ms和10ms两种情况，具体的上、下行子帧配置参见表2-2，其中U和D分别表示用于上行传输和下行传输的子帧，S 表示包含 DwPTS、UpPTS 和 GP 的特殊子帧。 当切换周期为5ms时，子帧 2、子帧 7 和 UpPTS 将用来进行上行传输。当切换周期为 10ms 时，DwPTS 在两个半帧中存在，但是 UpPTS 和 GP 只在第一个半帧中存在，在第二个半帧中的DwPTS 长度为 1ms。子帧2和 UpPTS 将用来进行上行传输，子帧7和子帧9将用来进行下行传输。在上述的两种切换周期情况中，子帧0和子帧5以及DwPTS 固定用于下行传输。 表2-1  特殊子帧的配置（DwPTS/GP/UpPTS的长度） 特殊子帧的配置 常规CP，下行 扩展CP，下行 DwPTS UpPTS DwPTS UpPTS   常规CP 上行 扩展CP 上行   常规CP 上行 扩展CP 上行 0 1 2 3 4 5 6 7 - 8 - - - 9 - - -               表 2-2  上行-下行配置 上行-下行配置 下行到上行切换周期 子帧序号 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 5ms D S U U U D S U U U 1 5ms D S U U D D S U U D 2 5ms D S U D D D S U D D 3 10ms D S U U U D D D D D 4 10ms D S U U D D D D D D 5 10ms D S U D D D D D D D 6 5ms D S U U U D S U U D                         2.1.4  上行物理信道 1. 概述 上行的物理信道共有三种：物理上行控制信道(PUCCH)，物理上行共享信道(PUSCH)，物理随机接入信道(PRACH)。在 LTE-A 的协议中，将由物理层使用但不传递任何高层信息的信号定义为上行物理信号。根据上述定义，上行物理信号包括参考信号。上行传输使用的最小资源单位叫资源粒子(RE，Resource Element)，上行物理信道与一组 RE 的集合对应，用于承载来自高层的信息。在 RE 的基础上，协议定义了资源块(RB，Resource Block)的概念，一个 RB 包含了若干个 RE[11]。 2. 时隙结构和物理资源 （1） 资源栅格(resource grid) 图 2-4  上行资源栅格 资源栅格用于描述一个时隙中的传输信号，每个资源栅格包含 个SC-FDMA符号和 个子载波，如图2.4所示。 的大小由小区中的上行传输带宽的配置来决定，并且满足： (2-1) 上式中， 且 ，分别是目前规范中支持的上行链路方向最小和最大带宽。 一个时隙中的SC-FDMA 符号个数由高层配置的循环前缀(CP)长度来决定，如表2-3所示。 表 2-3  上行资源块参数 常规CP 12 7 扩展CP 12 6       （2）资源粒子 资源粒子(RE)是资源栅格中最小的单元，它用唯一的序号 来定义，其中， 代表频域的序号且 ， 代表时域的序号且 。每一个 对应一个复数 ，在每个时隙中，将没有用于物理信号或物理信道传输的资源粒子所对应的复数设置为0[12]。 （3）资源块 上行链路的资源块(RB)定义为时域上连续的 个SC-FDMA 符号和载频域上连续的 个子载波。其中， 和 的大小在表 2.3 中给出。因此，一个上行资源块包括 个资源粒子，在时域和频域分别对应于一个时隙和180kHz。 物理资源块在频域的序号 与一个时隙中的资源粒子的序号 之间的关系可用下式表示： (2-2) 3. 上行基带信号处理流程 物理上行共享信道(PUSCH)的基带处理流程主要包括以下步骤： （1）加扰 （2）对加扰比特进行调制，生成复值符号 （3）将调制得到的复值符号映射到一个或多个层上 （4）传输预编码，生成复值符号 （5）对复值符号进行预编码 （6）将预编码后的复值符号映射到资源粒子 图2-5 上行物理层基带信号处理流程 2.1.5  下行物理信道 1.  概述 下行物理信道共有七种：物理下行共享信道(PDSCH)，物理广播信道(PBCH)，物理多播信道(PMCH)，物理控制格式指示信道(PCFICH)，物理下行控制信道(PDCCH)，物理 HARQ 指示信道(PHICH)，增强的物理下行控制信道(EPDCCH)。下行物理信号（包括同步信号和参考信号）与一系列物理层使用的资源粒子(RE)对应，这些 RE 不传递来自高层的任何信息。下行物理信道与一组 RE 的集合对应，用于承载源自高层的信息[13]。 2.  时隙结构和物理资源 （1）资源栅格(resource grid) 与上行链路相似，下行资源栅格也用于描述时隙中的传输信号，每个资源栅格包含 个 OFDM 符号和 个子载波，如图2-6所示。 的大小由小区中的下行传输带宽的配置来决定，并且满足： (2-3) 上式中， 且 ，分别是目前规范中支持的下行链路方向最小和最大带宽。一个时隙中的 OFDM 符号个数由循环前缀(CP)的长度和载波间隔来决定，如表2-4所示。 表 2-4  下行资源块参数 常规CP 12 7 扩展CP 6 24 3         图2-6 下行资源栅格 在多天线传输的情况下，每个天线端口对应一个资源栅格。天线端口的设置取决于小区中所配置的参考信号[14]： ? 小区专用(cell-specific)参考信号支持 1 个、2 个和 4 个天线端口的配置，天线端口序号 分别满足： ? MBFSN 参考信号在天线端口 上传输 ? 用户终端专用参考信号，与物理下行共享信道(PDSCH)关联，可以在天线端口 ， 或 上传输，也可以在 中的一个或若干个端口上传输。 ? 解调参考信号，与增强的物理下行控制信道(EPDCCH)关联，可以在 中的一个或若干个天线端口上传输。 ? 定位(positioning)参考信号天线端口 上传输。 ? 信道状态信息(CSI，Channel State Information)参考信号支持 1 个、2 个、4个或 8 个天线端口的配置，分别在天线端口 和 上传输。 （2） 资源粒子 资源粒子（RE）是资源栅格中最小的单元，它用唯一的序号 来定义，其中， 代表频域的序号且 代表时域的序号且 由于每个天线端口对应一个资源栅格，因此天线端口 上的每个资源粒子 对应一个复数 在不引起混淆的情况下，可以省略天线端口的标识 。 （3） 资源块 物理信道到资源粒子的映射可以用资源块来描述，下行链路的资源块（RB）定义为时域上连续的 个OFDM 符号和载频域上连续的 个子载波。其中， 和 的大小在表2-4中给出。因此，一个下行资源块包括 个资源粒子，在时域和频域分别对应于一个时隙和 180kHz。下行链路包括两种资源块：物理资源块和虚拟资源块。 物理资源块在频域的序号 与一个时隙中的资源粒子的序号 之间的关系可用下式表示： (2-4) （4） 资源粒子组 资源粒子组用于描述控制信道到资源粒子的映射。由于资源粒子组由一组资源粒子组成，所以它可以用资源粒子的序号组 来表示。其最小的组内序号为 ，且一个资源粒子组中的所有资源粒子具有相同的序号 。一个资源粒子组中的资源粒子集合 取决于所配置的小区专用参考信号数目且满足 3.  下行基带信号处理流程 图2-7给出了适用于多个物理信道的下行基带信号处理流程，主要包括以下步骤[15]： （1）对在物理信道中传输的每个码字的比特进行加扰 （2）对加扰后的比特进行调制，生成复值符号 （3）将调制得到的符号映射到一个或多个层上 （4）对每层上的复值调制符号进行预编码，用于在天线端口上发射 （5）将每个天线端口上的复值符号映射到资源粒子上 （6）在每个天线端口上生成复值时域的 OFDM 信号 图2-7下行物理层基带信号处理流程 2.2  MIMO系统介绍 MIMO 技术由于在空间中具有多个发射天线和接收天线，因此在信道模型、信道容量等方面都有其特有的复杂性。下面对 MIMO 系统的模型及其MIMO系统结构进行讨论和概括。 2.2.1  MIMO系统模型 图2-8 MIMO系统模型 图 2-8 是一个多输入多输出（MIMO）系统模型，它具有 根发射天线， 根接收天线。用 的列向量 来表示在每个特定周期（一个码元周期或者符号周期）内的发射信号，其中第 个元素 表示从第 根发射天线发射的信号分量。假设信道是高斯信道，根据信息论的知识可以得知，高斯分布是最好的信号分布[16]。所以 中的各个元素分量可以认为是独立同分布的具有零均值的高斯变量。发射信号矢量的协方差矩阵可表示为： (2-5) 式中 表示数学期望，符号 表示 的Hermitian 矩阵，是 的复共轭转置。 这里假设系统的总发射功率为 ，则有： (2-6) 其中 表示求矩阵的迹，指的是括号内矩阵的所有对角线上元素的和。 假设发送端对信道的状态是未知的，则可以假设每个符号的发射功率是都是相同的，则为 ，此时发射信号的协方差矩阵可表示为： (2-7) 公式（2-7）中， 是 的单位矩阵。 信道矩阵 表示为 的复矩阵， 表示矩阵的第 行第 列元素。表示从第 根发射天线到第 根接收天线的信道频率响应。如果忽略信号在传播过程中被衰减和被放大，此时每根接收天线的功率等于总的发送功率。则可得到信道矩阵 的各元素的规范限定，表示如下： (2-8) 如果信道矩阵 各个元素都是随机变量，则上式可写成： (2-9) 用 的矢量 来表示每根接收天线都会受到噪声的影响。 是一种复高斯变量，具有零均值和统计独立特性，并且其实部和虚部都是独立的且方差是相等的，则此时接收噪声的协方差矩阵为: (2-10)                                如果 的元素之间是独立的，而且矢量 与发送信号 也没有相关性，则接收噪声协方差矩阵为： (2-11) 即推出每根接收天线上都有相同的噪声功率为 。 用一个 的列矢量 来表示接收端的接收信号， 中每个分量分别为对应的接收天线的接收信号，前面已经假设，每个接收天线的功率等于发射天线的总功率，故整个传输系统的信噪比为： (2-12)                            如果使用线性模型，接收信号为： (2-13)                        接收矢量的协方差矩阵定义为 ,利用上式可得: (2-14)                    则总的接收功率可用 来表示，接下来的讨论都是基于上述系统的理论。 2.2.2  MIMO系统结构 无线通信业务的飞速发展，要求通信系统具有大容量、高传输率以及高可靠性。几种复用技术，比如频分复用、时分复用和码分复用，都已经广泛地运用。在这种形式下，能够提供更高频谱效率、更大信道容量的调制、编码和信号处理的新型技术成为目前无线通信领域的研究热点。Foschini 在1998年的时候，结合信息论的知识，给出了在准静态瑞利衰落信道条件下信道容量的证明。他指出，在接收天线数目大于发射天线数目的情况下，信道容量随着发射天线数目的增加而呈线性地增加。事实上，早在1996年，Foschini就提出了D-BLAST（对角分层空时编码结构），该结构充分利用MIMO的空间复用思想，从而提高传输速率，但是D-BLAST的编码和针对该结构的检测方法是相当复杂的，因而无法在实际系统中应用。于是，Foschini又提出了另外一种相对简单的空时编码方法，即 V-BLAST（垂直分层空时编码），该结构不仅避免了 D-BLAST 复杂的编译码结构，而且能达到较高的频谱利用率，因而得到广泛地使用。本节中，在系统介绍分层空时系统结构的基础上，重点给出了V-BLAST MIMO的系统模型[17]。 1． 分层空时系统结构 MIMO系统通过空间复用增益来提高系统信道容量，典型的空间复用技术有贝尔实验室的Foschini 提出了分层空时系统结构，即BLAST 系统，它没有空间分集，而是纯粹的 MIMO多路传输，可获得较大的传输速率。BLAST的编码方式非常简单，就是将一串的数据分成多路后并行地送往相对应的天线中，如下图 2-9 所示[18]。 分层空时系统包括两部分，即发送端和接收端。发送端，高速的数据流被分成 个并行的低速数据流，这些低速数据流通过信道编码器进行独立编码后，再进行分层空时编码。这些经过编码的数据被调制之后，经过多根天线发送出去。接收端，利用多根天线接收，凭借信道估计技术，获取准确的信道参数，再对信号进行分层空时检测，最后，通过信道译码器完成信号的译码。 图2-9  VBLAST系统结构 假设系统有 根发射天线， 根接收天线。数据通过信道编码器的输出如下图 2-10所示， 表示第 个信道编码器在第 时刻的输出码元。 图2-10 信道编码器的输出数据流 对于图 2-10 输出的数据流，将被送至 BLAST 系统架构中分层空时编码子模块进行分层空时编码。贝尔实验室分层空时编码主要有三种方案：对角分层空时编码（D-BLAST：Diagonal BLAST）、水平分层空时编码（H-BLAST：horizontal BLAST）和垂直分层空时编码（V-BLAST：Vertical BLAST）[19]。 垂直分层空时编码将一个信道编码起的输出码元从不同的发射天线发射出去，利用信道传输的多径特性，即使从某根天线发送出去的信号发生了衰落，从其它天线发送的没有衰落的信号来矫正衰落了的信号，很好地利用了空时特性，并且在接收端的检测相对 D-BLAST 而言比较简单，因而具有很强的实用价值。本文的所有研究都是基于V-BLAST 系统的。 垂直分层空时编码器将接收到的由并行信道编码器输出的码元按照垂直方向进行编码，信道编码器1输出的 个码元排在第一列。信道编码器 2 输出的码元排在第二列。以此类推，编码之后的码元自右起将每一列的数据通过Nt发射天线传至无线信道中，如下图 2-11 所示[20]。 图2-11垂直分层空时编码原理 2.  V-BLAST 系统模型 接下来给出垂直分层空时编码（V-BLAST）的系统模型，该模型其实是一种复杂度低且容易实现的MIMO结构，如图 2-12所示。 图示的系统具有 根发射天线， 根接收天线，且 ，假设该系统只从输入端输入一道信道编码器输出的码元，则经过垂直分层空时编码，分成个并行的码流，每个码流在通过QPSK或者QAM调制之后，经相应的发送天线发送到信道。接收端，从每根接收天线接收从根发射天线发送过来的数据流，通过信号检测算法，最终把数据恢复出来[21]。  图2-12  V-BLAST MIMO系统结构 2.2.3  MIMO系统的信道容量 根据 Shannon 信息论理论，系统信道容量[22]可以定义为在差错概率任意小的条件下，系统获得的最大数据速率。信道容量是信道的一个参数，反映了信道所能传输的最大信息量，与特定的信道状态有关，下面有关信道容量的推导是以平坦衰落信道为基础。 一般地，图2-8给出的 MIMO 系统可以看作是 个独立的并行子信道的叠加[23]，每个子信道的增益为信道传输矩阵 的一个奇异值，其中 。如前所述，假设接收机的噪声分量是零均值独立同分布高斯随机变量，每根天线的发射功率为 ，利用 Shannon 信道容量公式，可得MIMO系统的信道容量为[24] （2-15） 上式中， 是每个子信道的带宽， 是信道传输矩阵 的奇异值的平方。当信噪比 较高时，信道容量可以近似为： （2-16） 此时，MIMO 系统的信道容量会随着 呈线性增长[25]，因此，与单天线通信系统相比，MIMO 系统的信道容量有了显著地提高。 2.2.4  MIMO系统的主要技术 ● 空间复用技术 空间复用就是在接收端和发射端使用多副天线，利用空间信道的弱相关性在收发天线间构建多个并行的空间子信道（MIMO 子信道），并在这些子信道中发射不同的数据流[26]，从而在不增加频谱信道带宽的条件下，提高系统容量。因此，空间复用技术可以看作是增加系统频谱效率的有效方法。为了能分离独立的数据流，一般来说，接收天线数应当大于发射天线数。 贝尔实验室的分层空时码(BLAST)是空间复用技术的典型应用[27]。分层空时码利用已有的一维信号处理方法来处理二维或者多维空间信号，达到高速传输的目的。其中最基本的形式是针对平坦衰落信道的 V-BLAST 结构，它没有获得空间分集，而是纯粹的 MIMO 多路传输，可获得最大速率或流量增益。 在 LTE-A 系统中，空间复用传输的最大层数与信道矩阵的秩和系统的最大发射天线数有关，当收发天线间的各衰落信道相互独立时，信道矩阵的秩等于天线数量。此外，LTE-A 系统支持多码字(MCW，Multiple Code Word)空间复用传输，即用于空间复用传输的多层数据来自不同的独立信道编码数据流，每个码字可以独立地进行速率控制，分配独立的混合自动重传请求(HARQ，Hybrid  Automatic Repeat reQuest)进程。 ● 空间分集技术 空间分集技术包括发射分集和接收分集，一般认为多输入单输出(MISO，Multiple  Input  Single  Output)系统是发射分集，单输入多输出(SIMO，Single  Input Multiple Output)系统是接收分集。在实际的移动通信系统中，发射信号在经过反射、散射等传播路径后，会受到多径衰落的影响。若天线放置的足够远（典型的天线间隔至少是载波波长的几倍），就可以认为不同路径上的信号分量的衰落统计特性完全不相关。 发射分集就是利用空间信道的弱相关性，结合时间、频率上的选择性，为信号传输提供更多的副本，从而提高接收信号的信噪比，提高传输的可靠性。LTE-A系统中采用的发射分集技术包括[28]循环延时分集(CDD，Cyclic Delay Diversity)、切换分集和空时编码(STC，Space-Time  Code)等。在空时编码中，空时格状码(STTC，Space-Time  Trellis  Code)[29]和空时块码(STBC，Space-Time Block Code)[30]都是发射分集技术的典型应用。 接收分集就是在接收端使用多根天线接收同一个发射信号的多个独立副本，并对这些承载着相同信息的独立副本进行合并而正确地恢复出原始发射信号，根据合并的方式不同，接收分集可分为基于选择式合并(SC，Selection Combining)的接收分集、基于最大比值合并(MRC，Maximal Ratio Combining)的接收分集和基于等增益合并(EGC，Equal Gain Combining)的接收分集。 2.3 LTE-A下行MIMO系统基本原理 正如本章前部分小节所述，LTE-A系统在下行链路采用了OFDMA多址技术，而上行链路为了实现低PAPR传输，采用了SC-FDMA多址技术。本节首先对OFDM原理及下行OFDMA传输技术进行了阐述，而后针对了LTE-A系统下行链路MIMO技术进行了研究。 2.3.1 下行OFDMA 传输技术 2.3.1.1 OFDM基本原理 通信传输技术一般可以分为并行传输和串行传输这两种最主要的传输方式。在通信技术发展的早期，受限于理论和技术条件，并行传输技术并没有得到广泛应用，串行传输技术占据了主导地位。随着市场需求的不断增长，通信传输速率不断提高，串行传输体制的缺点逐渐暴露出来。当存在严重的码间串扰和信道衰落时，串行传输要实现高速率传输变得十分困难，并行传输逐渐进入人们的视野。OFDM正是在这一背景下被提出的。 正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM)的基本思想是将一个数据流串并变换为多个数据流，这样使得每一个子数据流都具有了相对较低的传输速率，然后将这些低速的数据流映射到多个相互正交的子载波上进行并行传输。由于在调制过程中需要大量的复数运算和数据存储，随着现代数字信号处理技术和超大规模集成电路技术迅速发展和成熟，OFDM才得以实现和推广应用。 OFDM相对于原有的串行传输技术优势明显。首先它可以有效地对抗多径时延扩展。在时域上看，每个子载波上数据以低速进行传输，这就意味着符号传输时间得以延长，从而使得由多径扩展引起的符号间干扰得以减弱。 在频域上，OFDM技术将所给信道分成N个子信道，在每个子信道上使用一个子载波进行调制，这N个子载波彼此相互正交，在每个子载波频谱的最大值处，所有其它子信道的频谱恰好为零，这样每个子信道间不存在相互干扰，因此子信道之间不需要保护频段，从而提高了频谱利用率。 除此之外，OFDM还引入了循环前缀来进一步消除符号间干扰。为了最大限度地消除符号间干扰，可以在每个符号之间插入保护间隔，保护间隔长度一般要大于信道的最大时延扩展，这样前一个符号的多径分量就不会对下一个符号造成干扰。但如果这段间隔为空则会产生信道间干扰，破坏子载波间的正交性，而循环前缀恰恰可以解决这个问题。因此就采用了在保护间隔内加入循环前缀的办法，以进一步消除符号间干扰。 图2-13  OFDM的收发结构 OFDM 的收发结构如图2-13 所示，OFDM 主要包括以下几个模块：编码器负责进行信道编码；交织器用于降低在数据信道中的突发错误，达到降低误码率的目的；调制映射，用于将符号映射到对应星座点上；串并变换器，用于将串行数据转换为并行数据；子载波调制器，应用IFFT 将并行数据流调制到相互正交的子载波上；循环前缀部分，为每个OFDM 符号间加循环前缀，以消除符号间干扰和信道间干扰。 OFDM 技术有很多优点，但是因为它的多载波特性，也存在着一些缺点。 首先是OFDM 系统对于定时和频率偏移比较敏感。因为子信道的频谱是相互重叠的，因此要保证它们之间的正交性就尤为重要。无线信道的时变性可能导致在无线传输的过程中信号出现频率偏移，发射机的载波频率与接收机振荡器也可能存在频率偏差，这些都会导致OFDM 各子载波间的正交性遭到破坏。 其次，OFDM 系统的峰均功率比过高。因为各个子信道相互重叠，它们的信号会发生叠加，当多个信号恰好以峰值相加的时候，所得到的叠加信号的瞬时功率就会远大于OFDM 信号的平均功率，从而导致较大的峰均功率比。这就会对发射机的放大器提出了很高的要求，如果信号的变化超出了放大器的可用范围，就会引起信号的畸变，破坏子信道信号之间的正交性，降低系统性能。 因此OFDM 系统的实现有以下几项关键技术。 首先是时域和频域同步。OFDM 系统的同步过程分为捕获与跟踪两个阶段。在下行传输中，由基站向小区内的移动终端广播发送同步信号，因此，下行链路的同步相对简单。在上行传输过程中，不同用户终端的信号需要同时到达基站，才能保证子载波间的正交性。解决办法是基站根据从各个移动终端接收到的信号中提取时频同步信息，再发回相应信息给各个终端，以实现同步。 降低峰均功率比有多种办法，可以通过限幅来控制信号的幅度，但是可能会导致信号失真。采用编码技术，选择自相关函数旁瓣小得的序列作为发送信号也可以有效降低峰均功率比。也可以采用扰码技术对OFDM 符号进行加权处理，选择峰均功率比较小的符号来进行传输。 另外，信道估计，信道编码与交织也是影响OFDM 系统性能的关键技术。 2.3.1.2  OFDMA系统基本原理 正交频分多址(OFDMA)是在OFDM 技术的基础上发展而来的。OFDM 技术一般是应用于单用户通信，而大多数的通信系统都是要求对多用户并发通信提供支持，由于OFDM 调制中的子载波之间相互正交并且相对独立，每一个子载波都可为不同用户传输数据。通过为每个用户分配这些子载波组中的一个或者多个子载波组，就得到了这样一种新的多址方式OFDMA。 OFDMA 技术与OFDM 技术相比，主要优势在于可以将整个频带信道化，支持多用户，每个用户都可以选择信道条件较好的子信道来进行数据传输，而不像OFDM 技术那样在整个频带内发送，从而保证了各个子载波都能被对应信道条件较优的用户使用，获得了频率上的多用户分集增益。 OFDMA 类似于常规的FDMA，但优点在于OFDMA 不需要FDMA 中载波之间必不可少的保护频带，同时OFDMA 还允许子载波间有一定重叠，所以大大提高了频谱的利用率。 OFDMA 的分配机制非常灵活，可以根据用户业务量动态分配子载波的数量，可以动态调整将用一组或者几组子载波分配给某一用户，并且在不同的子载波上也允许采用不同的调制机制以及发射功率来减少干扰，从而大大提高传输效率，并且实现很高的频谱利用率。 对于OFDMA 系统，它的下行链路与上行链路的工作原理有很大区别。下行链路是一个广播信道，而上行链路工作过程要相对复杂的多。LTE-A 系统下行链路所采用的OFDMA的实现方案与广播信道下的OFDM发射机与接收机的机制相同，其实现框图如图2-14、2-15所示。 图2-14  下行链路发射机原理框图 图2-15  OFDMA下行链路用户端接收机原理框图 2.3.2下行链路MIMO技术 LTE-Advanced 系统为了达到峰值速率和峰值频谱效率的指标，采用了增强型MIMO 技术，下行链路最高支持天线配置，而在上行链路天线配置也扩展到最高支持，相比与 LTE 系统性能有了巨大提升。在下行链路传输方面，与采用天线配置的 LTE系统相比，采用天线配置的 LTE-A 能够将信道容量提高100%。 根据一个或者多个基站在同一时频资源块上的发送一路或多路数据流的分配方式，可以对蜂窝通信系统中的MIMO 技术进行分类。如果同一时频资源块上的数据流属于不同用户，那么称作多用户MIMO(MU-MIMO)；如果这些数据流属于同一个用户，则称为单用户MIMO(SU-MIMO)。在LTE-Advanced 系统中，上下行链路均支持SU-MIMO 和MU-MIMO 两种模式。 在多径环境下，SU-MIMO 可以使系统的信道容量随最小天线数的增加而线性增加，从而极大提高单个用户的数据传输速率，而在MU-MIMO 系统中，由于用户信道相互独立，所以可以利用多用户分集增益提高系统性能，通过一定的技术有效抑制使用相同资源块的不同用户之间的干扰之后，可以显著提高频谱利用率和系统容量。 SU-MIMO 是多天线单基站与多天线的单用户终端进行数据传输。而下行链路MU-MIMO 模式的传输处理流程就要相对复杂一些，首先基站根据各用户的下行信道信息，基于一定的准则挑选出同时传输的多个用户。然后基站将同时调度的多个用户的数据映射到相同的时频资源上，经过相应处理后发送出去。最后用户接收经过信道衰落后的信号，消除协作用户的干扰，检测恢复出自己的用户数据。 对于MU-MIMO 传输方式而言，可以根据基站是否将协作用户的相关信息利用下行控制信号告知目标用户，将其分为透明与非透明MU-MIMO。LTE-A 系统下行链路同时支持这两种技术。 在透明MU-MIMO 技术中，基站不会把协作用户的信息告知给目标用户，目标用户也不会知道协作用户的存在，因而只会按照SU-MIMO 的方式来进行接收端的信号检测。对于接收机的信号处理，透明MU-MIMO 技术与SU-MIMO 技术没有区别[27]。因为用户终端不能进行干扰消除，所以基站的发端必然要采用先进预编码的技术进行干扰预消除，来降低接收端的用户之间的干扰，以提高系统性能。因此，透明多用户MIMO 技术的性能就主要决定于基站发射端的干扰预消除技术。 非透明MU-MIMO 技术，是指基站需要将协作用户的相关信息显性的告知目标用户。这样目标用户就可以在进行信号检测的时候，利用自己和协作用户的预编码矩阵、层的配置信息进行相对准确的信号检测处理，从而消除协作用户带来的干扰，恢复出自己的数据。因为非透明MU-MIMO在接收端进行信号处理时能够充分应用用户间的协作信息，所以非透明MU-MIMO技术的系统性能要优于透明MU-MIMO技术。 在MU-MIMO传输过程中对于每个用户终端而言同样是MIMO，MIMO在用户之间分配可以获得更好的性能，但这种方式复杂度高，在信号检测过程中需要额外的信息。所以在本文后续对于MIMO检测算法的研究是基于单基站SU-MIMO模式。 2.4 本章小结 本章主要介绍了与论文研究方向相关的基本理论。主要包括以下几个方面内 容：其一，研究了 MIMO 的系统模型，MIMO系统结构，信道容量以及常用的两种技术：空间复用和发射分集；其二，介绍了 LTE-A 系统的物理层关键技术，包括帧结构、时隙结构、物理资源及基带信号处理流程等内容；其三，在上述理论基础之上，讨论了MIMO 技术在 LTE-A 系统中的应用。最后对LTE-A下行链路的MIMO技术进行了较为详细的介绍，在LTE-A下行链路可以采用多种MIM模式，包括SU-MIMO，MU-MIMO，CoMP-SU-MIMO以及CoMP-MU-MIMO，对其中的SU-MIMO和MU-MIMO技术进行了较为详细的介绍。 3　无线信道模型 3.1 无线信道基本特征 无线通信系统的性能主要受到移动无线信道的制约，而移动无线信道是现代通信系统中最复杂的信道。在复杂的移动无线通信环境中，电磁波传播的机理是多种多样的。无线信道的射频信号在发射机和接收机之间就会沿着多余路径进行传播，这种现象叫做多径传播。由于各个信号的传播路径和传播时间不同，它们到达接收机的时间、幅度和相位也不同，这些信号的相互作用造成了瞬时接收信号相位和幅度的随机波动，这就是通常虽说的多径衰落。具有上述特性的信道被称作多径衰落信道。 移动通信信号可以用三种传播模型来表征：大尺度衰落模型、中尺度衰落模型、小尺度衰落模型，这三种传播机制是根据距离初读大小来区分的。大尺度传播模型描述的是长距离范围内接收信号强弱变化的规律，它具有幂定律传播特征，即中值信号功率与距离长度增加的某次幂成反比变化。中尺度传播模型描述的是阴影衰落，它是重叠在大尺度传播特性的中值电平上的平均功率变化，当用分贝表示时，这种变化趋向高斯正态分布。最后，小尺度衰落模型主要描述短距离或者短时间内接收信号强度的快速变化，其变化范围可以达到数十分贝。这形成多径效应。此外，由于移动台的运动会使接收信号产生多普勒扩展，对信号造成随机调频的多普勒效应，也造成接收信号强度的快速变化。同事，无线点播的不同入射角传播引起的信道角度色散，造成了传播信道的空间选择性衰落。 由上述可知，从系统的角度看，在引起点波传输损耗的诸多因素中，路径损耗主要影响发射台的覆盖范围，可以通过合理的系统设计来减小影响。而多径衰落、多普勒扩展、空间选择性衰落则直接影响接收信号的质量，因此是无线信道研究中的重点。 3.1.1 大尺度衰落模型 大尺度衰落模型用来描述接收机在开阔地所接收的信号功率由于反射、绕射和折射所引起的路径损耗，其距离dm发射机处的平均功率[31,32]： (3-1) 其中， 是参考距离。 为路径损耗指数， 是取决于发射功率、收发天线增益和波长的任意常熟。在自由空间，路径损耗指数 。在无线环境下，路径损耗指数根据室或室外环境区自1.8~6的某值。 3.1.2 中尺度衰落模型 中尺度衰落模型用来描述接收机在较大氛围内移动时，信号被山体、森林、高大建筑物所阻挡而引起的接收信号功率的连续波动，这种效应通常被称之为阴影效应。由阴影效应引起的平均接收功率服从对数正态分布[3]。 (3-2) 其中， 是阴影对数标准方差， 是区域平均功率。在无线信道中， 值根据阴影程度取自4~12dB中的某值。 3.1.3 小尺度衰落模型 1. 小尺度多径传播 导致小尺度衰落效应主要表现为三个方面： 经过短距和短时传播后信号强度的急速变化。 在不同的多径信号上，存在着时变的多普勒(Doppler)频移引起的随机频率调制。 多径传播时延引起的时间弥散(回音)。 在高楼林立的市区，由于移动天线的高度比周围建筑物低很多，因此不存在从移动台到基站的单一视距传播，这样就导致了衰落的产生。即使存在一条视距传播路径，由于地面于周围建筑物的反射，多径传播依然存在。入射电波从不同的方向传播到达，具有不同的传播时延。在空间中任一点的移动台接收到的信号都由许多平面波组成，它们具有随机分布的幅度、相位和入射角度。这些多径成分被接收天线按向量合并，从而使接收信号产生衰落失真。即使移动接收机处于静止状态，接收信号也会由于无线信道环境中物体的运动而产生衰落。 如果无线信道中的物体处于静止状态，并且运动只由移动台产生，则衰落只与空间路径相关。此时，移动台穿过多径区域时，它将信号空间变化看成瞬时变化。在空间不同点的多径波的影响下，高速运动的接收机可以在很短的时间内经过若干次衰落。更为严重的情况是，接收机可能停留在某个特定的衰落很大的位置上。在这种情况下，尽管可能由行人和车辆改变了场模型，从而打破了接收信号长时间失效的情况，但要维持良好的通信状态依然个非常困难。天线的空间分集可以防止季度衰落以至于无效的情况。 由于移动台和基站的相对运动，每个多径波都经历了明显的频移过程。移动引起的接收机信号频移称为多普勒频移。它与移动台的运动速度、运动方向以及接收机多径波的入射角有关。 2. 影响小尺度衰落的因素 无线信道的许多物理因素都会影响小尺度衰落，其中包括： 多径传播。信道中反射物体以及散射的存在，构成了一个不断消耗信号能量的环境，导致信号幅度、相位以及时间的变化。这些因素使发射波到接收机时形成在时间、空间上相互区别的多个无线电波。不同多径成分具有的随机相位和幅度引起的信号强度波动，导致小尺度衰落、信号失真等现象。多径传播常常延长信号系带部分到达接收机所用的时间，从而产生码间干扰引起的信号模糊。 移动台的运动速度。基站和移动台相对运动会引起随机频率调制，这是由多径分量存在的多普勒频移现象引起的。决定多普勒频移是正频移或负频移取决于移动接收机是朝向还是背向基站运动。 环境物体的运动速度。 如果无线信道中物体处于静止状态，就会引起时变的多普勒频移。倘若环境物体以大于移动台的速度运动，那么这种运动将会对小尺度衰落起决定性作用。否则，可以仅考虑移动台速度的影响，而忽略环境物体运动速度的影响。 信号的传输带宽。如果无线信号的传输带宽大于多径信号带宽，接收信号将会失真，但是本地接收机信号强度不会衰落很多（即小尺度衰落不占主导地位）。以后将会看到信道带宽可用相关带宽量化。相关带宽课可以衡量最大的频率差，在频率差范围内，不同信号的幅度保持很强的相关性。相关带宽与信道的多径结构有关。若相对于信道来说，传输信号为窄带信号，则信号幅度就会迅速被改变，但信号不会出现时间失真。所以，小尺度信号强度的统计特性和小尺度距离中出现信号拖尾效应的概率在很大程度上与多径信号的特定幅度、时延以及传输信号的带宽有关。 3. 小尺度衰落类型 信号参数和信号参数之间的关系决定了不同的发送信号将经历不同的衰落类型。移动无线信道中时间色散和频率色散机制可能导致4种显著地效应，这些是由发送信号、信道和发送速率的特征引起的。当多径时延扩展引起的时间色散以及频率选择性衰落时，多普勒扩展就会引起频率色散以及时间选择性衰落。这两种传播机制彼此独立。 基于多径时延扩展的小尺度衰落包括平坦衰落和频率选择性衰落，其中平坦衰落的特点是信号带宽小于信道带宽，时延扩展小于符号周期，频率选择性衰落是信号带宽大于信道带宽，时延扩展大于符号周期。基于多普勒扩展的小尺度衰落包括快衰落和慢衰落，其中快衰落的相干时间小于符号周期，信道变化快于基带信号的变化，慢衰落的相干时间大于符号周期，信道变化慢于基带信号的变化。 3.2 多径时延引起的衰落 多径特性引起的时间色散，导致了发送信号产生平坦衰落或频率选择性衰落。 3.2.1 平坦衰落 如果移动无线信道的带宽大于发送信号的带宽，且在带宽范围内具有恒定的增益以及线性相位，则接收信号就会经历平坦衰落过程。这种衰落是最常见的一种。在平坦衰落的情况下，信道的多径结构使发送信号的频谱特性在接收机处保持不变。然而，由于多径导致的信道增益的起伏，使接收信号的强度会随着时间变化。 倘若信道增益随时间变化，则接收信号会发生幅度变化。接收信号增益随时间变化，但其发送频谱特性保持不变。在平坦衰落信道中，发送信号带宽的倒数远大于信道的多径时延扩展， 可近似认为无附加时延（即 的一个单一 函数）。平坦衰落信道即幅度变化信道，有时被看作窄带信道，这是由于信道带宽比平坦衰落信道带宽窄很多。典型的平坦衰落信道会引起深度衰落，因此在深度衰落期间需要增加20dB到30dB的发送功率，以获得较低的误比特率，这是与非衰落信道在系统操作方面的不同之处。平坦衰落信道瞬时增益分布对设计无线链路非常重要，最常见的幅度分布是瑞利分布。瑞利平坦衰落信道模型假设信道引起的幅度随时间的变化服从瑞利分布。 总之，平坦衰落的条件可概括如下： (3-3) 其中，Ts是传输模型带宽的倒数（如信道周期），Bs是传输模型的带宽，BC分别是信道的相干带宽。 3.2.2 瑞利选择性衰落 如果信道具有恒定增益且线性相位相应带宽小于发送信号带宽，那么该信道特征会导致接收信号产生频率选择性衰落。在这种情况下，信道冲激响应具有多径时延扩展，其值大于发送信号波形带宽的倒数。此时，接收信号中包括了经历了衰减和时延的发送信号波形的多径波，因此产生接收信号失真。频率选择性衰落是由信道中发送信号的时间色散引起的。这样信道就引起了符号间干扰(ISI)。频域中接收信号的某些频率成分比其他分量获得了更大的增益。 频率选择性衰落信道的建模比平坦衰落信道的建模更困难，这是因为必须对每一个多径信号建模，而且必须把信道视为一个线性滤波器。为此要进行贷款多径测量，并在此基础上进行建模。分析移动通信系统时，一般使用统计冲激响应模型，如双线瑞利衰落模型（该模型将冲激响应看作由两个 函数组成，这两个函数的衰落具有独立性，并且他们之间有足够的时间延迟来使信号产生频率选择性衰落），或用计算机产生或测量出的冲激响应来分析频率选择性小尺度衰落。 对于频率选择性衰落而言，发送信号频谱 的带宽大于信道的相干带宽BC。由频域可以看出，不同频率获得不同增益时，信道就会产生频率选择。当多径时延接近或者超过发送信号的周期时，就会产生频率选择性衰落。由于信号 的带宽大于信号冲激响应带宽，频率选择性衰落信道也成为宽带信道。随着时间的变化，信号 在频率范围内信道增益与相位也发生了变化，导致接收信号 发生时变失真。信号产生频率选择性衰落的条件为 (3-4) 3.3 瑞利和莱斯分布 3.3.1 瑞利衰落分布 在移动无线通信中，瑞利分布是最常见的用于描述平坦衰落信号接收包络或独立多径分量接收包络统时变特性的一种分布类型。众所周知，两个正交高斯噪声信号之和的包络服从瑞利分布。图3-1给出了瑞利分布的信号的包络，它是时间的函数。瑞利分布的概率密度函数(PDF)为 (3-5) 其中，是包络检波之前所接收信号的均方根(rms)值，是包络检波之前的接收信号包络的时间平均功率。不超过某特定值R得接收信号包络的概率由相应的积累分布函数(CDF)给出： 图3-1 900MHZ的典型瑞利衰落包络 (3-6) 瑞利分布的均值rmean为 (3-7) 瑞利分布的方差为信号包络中的交流功率，其值为 (3-8) 包络的rms值是均方的平方根。 R的中值可以由下式解出： (3-9) 和 (3-10) 因此，瑞利衰落信号的均值与中值仅相差0.55dB。注意，中值常用于实际应用中，因为衰落数据的测量一般地进行，不能假设服从某一特定分布。采用中值而非均值，容易比较不同的衰落分布，这些不同的分布可能有变化幅度很大的均值。图3-2示意了瑞利概率密度函数。 图3-2  瑞利概率密度函数 图3-3  三种小尺度衰落积累分布的测量值及精确地瑞利、莱斯和正太数分布的比较 3.3.1 瑞利衰落分布 当存在一个主要的稳定的（非衰落）信号分量时，如视距传播，则小尺度衰落的包络分布服从莱斯分布。在这种情况下，从不同角度随机到达的多径分量叠加在稳定的主要信号上。反映在包络检测器的输出端，就是会在随机多径上附加一个直流分量。 正如从热噪声中检测正弦波一样，主要的信号到达附有许多弱多径信号，从而形成莱斯分布。当主信号减弱时，混合信号近似于一个具有瑞利的噪声信号。因此，当主要分量减弱后，莱斯分布就转换成瑞利分布。 莱斯分布为 (3-11) 参数A指主信号幅度的峰值， 是修正的0阶第一类贝塞尔函数。莱斯分布常用参数K来描述，K定义为确定信号的功率与多径分量方差之比。K的表达式用dB表示为 (3-12) 参数K是莱斯因子，完全确定了莱斯分布。莱斯CDF和瑞利CDF的比较图如图3-4所示。 图3-4  莱斯分布的概率分布密度函数 3.4 本章小结 小尺度衰落影响着本地区域接收机天线上的时延和信号电平动态衰落范围。无论信号带宽为多少，本地区域的平均信号电平都是不变的。本章着重描述了无线信道的基本特征类型，并针对特征类型中的小尺度衰落模型中的多径时延引起的衰落进行详细研究。文章详尽描述了瑞利选择性衰落信道模型，在本章的最后将瑞利和莱斯分布进行公式化解析。 4 　MIMO信道模型 信道容量是无线信道中一个非常重要的性能指标，也是评价MIMO信道模型好坏的一个参考指标，所以研究MIMO信道，信道容量也同样重要。信道容量即为通信链路接收端接收到的信息的错误概率在任意小的条件下，可以达到的最大的数据传输速率，也就是说信道容量给出了特定信道条件下的通信双方信息传输速率的上界。在本文中评价信道容量主要从天线的发射功率分配上为出发点，首先是对于MIMO信道中如果对天线的发射功率采用平均分配方式时对信道容量的影响，以及对天线的发射功率采用自适应方式时对信道容量的影响这两个方面来考虑。 本节中将对慢衰落瑞利信道下的SISO、SIMO、MISO和MIMO系统的信道容量进行推导，并在matlab平台上进行系统容量的仿真分析。本文假设系统发送端有M根天线，接收端有N根天线，且信道受到加性高斯白噪声（AWGN）的干扰，接收天线平均信噪比为SNR。 4.1　单输入单输出（SISO）信道的容量 对于确定的SISO信道， 在AWGN信道下， 。在信道实际状态为h的条件下，其接收信噪比为 。该信道所能支持的可靠通信的最大速率为 ，其值是随机信道增益h的函数，因而也是随机的。现假设发射机以Rb/s的速率编码数据，如果信道的实际状态h使得 ，则不论发射机采用什么样的编码，译码的差错概率都不可能任意小，此时称系统处于中断状态，其中断概率为： 。            (4-1) 对于瑞利衰落（即h服从瑞利分布）而言，中断概率为： 。                (4-2)                  AWGN信道与慢衰落信道在概念上存在差异。在AWGN信道中，在保持差错概率尽可能小的同时，用户能够以某正速率发送数据；在慢衰落信道中，只要信道处于深度衰落的概率不为0，就不可能做到这一点。因此，从严格意义上说，慢衰落信道的容量为0.另外一种性能指标是中断容量 ，它是使得中断概率 小于 的最大传输速率R。我们定义 的互补累积分布函数为F，即 。则其反函数为： (4-3)                      结合公式（4-2）（4-3）求解 得到： (4-4) 4.2　多输入单输出（MISO）信道的容量 对于MISO信道，发射方有M根天线，接收方天线个数N=1。此时采用的是发射分集技术。令 表示第i个发射天线的归一化的复信道响应，则系统中断概率为： (4-5) 对于瑞利衰落而言（设每个发射天线的归一化的复信道响应相同），中断概率为： (4-6) 采用4.1中的方法可求得其中断容量为： (4-7) 4.3　单输入多输出（SIMO）信道的容量 对于SIMO信道，发射方天线数M=1，接收方天线个数为N。此时系统中断概率为： (4-8) 对于瑞利衰落而言（设每个接收天线的归一化的复信道响应相同），中断概率为： (4-9) 经计算可求得其中断容量为： (4-10) 从公式（4-4）和（4-10）可以看出，SIMO相比于SISO信道具有更大的中断容量。 4.4　多输入多输出（MIMO）信道的容量 当同时考虑发射分集和接收分集的情况时，设发射天线数目为M，接收天线数为N，用 的复矩阵H来表示信道矩阵，H的第i,j元素 表示第i根发射天线到第j根接收天线的信道衰落系数。则此时信道容量为： (4-11) 其中Im表示 的单位矩阵。 表示矩阵 的行列式。一般的，对于独立的瑞利衰落信道，信道的容量为： (4-12) 其中B为信道带宽。上式表明，当发射功率和传输带宽固定时，MIMO系统的最大容量或容量上限随较小天线数目的增加而线性增加。 4.5　SISO、SIMO、MISO、MIMO信道的容量对比 图4-1是在慢衰落瑞利信道下，不同多天线模型的信道容量与SNR的关系图。通过仿真结果，我们可以看出： （1）链路两端都采用多天线，比两端都采用单天线(SISO)所得的容量要大得多。 （2）仿真图中我们可以看出，MISO与SISO的系统容量基本相同。 图4-1 不同多天线模型下SNR与容量间的关系 4.5　本章总结 本章着重推导了慢衰落瑞利信道下的SISO、SIMO、MISO以及MIMO系统的容量，并将推导出的容量公式应用于matlab仿真平台中，从仿真结果可以明确看出，MIMO系统的容量是最大的。这为今后研究其他信道的MIMO容量打下基础。 5 　结束语 最后，对全文所做的主要工作进行总结，指出尚存在和有待解决的问题，并提出进一步的研究方向。 1.掌握4G LTE的基础理论知识； 2. 掌握MIMO技术原理及其技术性能分析方法； 3. 熟悉MATLab/Simulink的应用； 4.分析了无线信道的基本特征和无线信道的多径效应，推导和描述了多径衰落的频率选择性和信道响应时变特性的参数，推导了莱斯信道模型和瑞利信道模型的使用条件，并并给出典型模型的具体数学表达。 5. 对MIMO系统的信道容量进行分析和计算机仿真，对SISO、SIMO、MISO、MIMO系统在慢衰落瑞利信道条件下的信道容量表达式进行理论推导，并进行分析比较。 待做的工作：推导平坦瑞利衰落信道、频率选择性衰落信道上的多天线系统容量，并进行仿真比较性能。 致谢 光阴荏苒，在我即将完成自己多年的学业，在我准备写这篇致谢的时候，我的脑海中浮现出无数的身影，在我求学的路上，你们给了我无数的关爱、鼓励和帮助。谨以此文，向你们表达我深深的谢意。 首先要特别感谢我的毕设指导老师XXX，从论文开题到具体的仿真实现在到论文的撰写都离不开XXX老师的悉心关怀和指导。XXX教授对我来说亦师亦友。作为老师，在课题研究过程中，XXX老师以他严谨的治学态度、勇于探索的钻研精神深深感染着我。特别是在我遇我困难挫折时，XXX老师总是不断的支持和鼓励，让我能够重新鼓足勇气坚持下去。在生活上，XXX老师作为朋友也给与我无尽的帮助和关心爱护，让我收获了除了学业之外的另一种受用一生的精神财富。所有的一切都让我深深敬佩和感谢我的老师。 同时我还要感谢我们班的XXX、XXX、XXX等同学，感谢他们在我完成学业过程中的大力帮助和支持，以及和他们之间的有益探讨。还要感谢我的所有的亲人，你们对我的期冀、对我的鼓励以及对我的批评，都不断鞭策我努力前行。我所取得的任何成就，都蕴含了你们无数的心血，我取得的任何成就，都要与你们分享!再次感谢所有给我关心帮助的老师、同学、朋友与亲人!感谢所有支持和帮助我的人。 参考文献 [1] 沈嘉，索士强，全海洋等，3GPP长期演进(LTE)技术原理与系统设计，人民邮电出版社，2008 年，Page(s):1-31。 [2] 胡海波，崔尧，LTE热点分析，世界电信，2007年，Page(s):53-56。 [3] 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