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LTE-A中的控制信道增强技术研究

尹兴良  
【摘要】:在无线通信系统中,控制信道主要用来传输控制信息,包括调度分配、调度授权、功控命令等一系列重要指令对于系统的传输可靠性、传输性能至关重要。第四代移动通信系统(4G)的特点是宽带接入,分布网络以及具有非对称的数据传输能力,是多功能集成的宽带移动通信系统,可以称为宽带接入IP (Internet Protocol)系统,提供的数据传输速率高达1Gbit/s甚至更高。用来传输控制信息的控制信道设计也与3G系统有很大的不同。首先,基本传输和多址技术的变化导致信令的内容有很大的变化。另一方面,控制信道本身使用资源的方式也在原有的码分/时分基础上扩展到了频分方式。因此虽然3G控制信道的少数概念仍可以沿用至LTE (Long Term Evolution)系统的设计,但控制信道的大部分设计需要重新考虑。控制信道的增强技术,成了当前标准研究的重点。 本课题主要专注控制信道增强技术研究。主要从空时编码设计、增强的控制信道设计(e-PDCCH, enhanced-Physical Downlink Control Channel)、增强的小区间干扰消除技术(eICIC,enhanced Inter-Cell Interference Coordination)三个方面展开研究。 首先,针对控制信道的数据特点,联合考虑信道编码与空时编码,分析BICM (Bit-Interleaved Coded Modulation)系统基本原理与空时编码矩阵设计准则,提出基于BICM系统的不满扩散的空时编码设计方案,并通过理论分析,得到将其应用于控制信道增强的性能结果。 继而,研究在下行控制信息传输中应用增强型的e-PDCCH。研究占用传统PDSCH (Physical Downlink Shared Channel)资源并采用波束赋形的e-PDCCH的相关算法方案。重点研究传输位置的选择算法,并通过仿真给出e-PDCCH相比传统传输模式的性能提升效果。 最后,研究通过时域干扰消除技术来提升控制信道传输性能的方法。由于在LTE及LTE-A (Long Term Evolution-Advanced)中,都将提高小区边缘用户性能作为主要的需求指标之一,所以未来移动网络同频异构组网的需求非常大。不同类型的节点采用同频组网的技术方法虽然可以有效的提高系统频谱利用率,但是其复杂的系统拓扑结构使得多种类型节点共同竞争相同无线资源,从而构成了多变的干扰环境。在异构网络结构中,消除宏基站信号对于微微小区边缘用户的干扰,本文通过研究在宏基站中配置“几乎全空的子帧”(即只传输公共导频,不传输下行控制和数据的子帧,Almost Blank Subframe)的技术,使得高功率节点和低功率节点之间在时域资源利用上保持正交性。先分析了ABS方案传输策略,然后对于采用ABS技术的小区进行仿真性能评估。仿真服务小区的控制信道在不同干扰水平,不同配置参数的情况下,采用ABS技术后的各类控制信道的性能指标,从而给出在不同情形下优化的配置方案。为3GPP LTE标准化中eICIC相关协议的指定提供了理论依据和仿真参考。


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