3D-MIMO技术在高话务场景解决多用户通信的研究

作     者：谢汶奇 

作者单位：东北石油大学 

学位级别：硕士

导师姓名：刘庆强;傅龙

授予年度：2018年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

主      题：3D-MIMO 空间复用 预编码 MU-MIMO 赋形增益 

摘      要：3D-MIMO技术属于5G技术,现阶段属于5G技术4.5G化,核心是大规模天线的运用。自从4G TD-LTE标准形成以来,MIMO一直是关键技术,这种多天线技术一直受到极力的推崇。在TD-LTE空口上,MIMO空间复用可提升上下行传输速率及空口吞吐量;MIMO空间发射分集可改善传输质量。3D-MIMO继承了原有的2D-MIMO所有的特性,除了具备空间分集、空间复用、多用户MIMO等功能之外,还具有上行增强、垂直覆盖、赋形增益大等优势。另外在高话务场景下,其大规模天线阵列技术在保障多用户通信时优势比较突出。本文以中兴RRU为例,采用高达64T64R规模的天线阵列的3D-MIMO设备,介绍了其射频线、端口的映射关系。本文详细阐述了空口速率与空间复用流数的关系,空间复用流数越多,速率越高,小区吞吐量越大;并且研究了基于3维码本预编码技术的增强型的MU-MIMO,将3D-MIMO与2维MIMO进行了小区容量仿真对比,3D-MIMO在增加系统容量上具有明显优势。由于3D-MIMO设备采用大规模天线阵子,上行分集接收增益随着天线阵子数的增多而增强,上行信道的误码率由于分集增益变大也对应得到改善,整个小区上行的吞吐量,平均上传速率因此得到提升[1]。本文研究的3D-MIMO在大话务场景下的多种通信技术,实践运用在大型群星演唱会保障环境中,由于演唱会用户多,传统的2D-MIMO小区整体底噪高,单用户速率低,用户感知较差。而在VIP贵宾区部署3D-MIMO后,不仅保证了VIP用户的上传、下载高速率,而小区容量、小区吞吐量等指标也比2D-MIMO优胜许多。