（电路与系统专业论文）分布式mimo系统关键技术的研究.pdf

k e yt e c h n o l o g y i e sr e s e a r c hi n d i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s ad i s s e r t a t i o ns u b m i t t e dt ot h e b e i j i n gu n i v e r s i t yo fp o s t sa n dt e l e c o m m u n i c a t i o n s f o rt h ed e g r e eo f d o c t o ro fp h i l o s o p h y p r e s e n t e db y z h a n gn i n g b o m a y 2 0 1 0 一一 一川， 一 舢2 一 删8 一 舢40亡vm 7 川川-脚y 独创性( 或创新性) 声明 本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。尽我所知，除了文中特另j ) j h 以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不 包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他 教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任 何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 申请学位论 本人签名： ，本人承担一切相关责任。 日期： 翌2 堡：笸：翌 关于论文使用授权的说明 学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，即： 研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借 阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它 复制手段保存、汇编学位论文。( 保密的学位论文在解密后遵守此规定) 保密论文注释：本学位论文属于保密在一年解密后适用本授权书。非保密 论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。 本人签名： 丞。刍i 毪 日期： 型2 么。竺 导师签名： 北京邮电大学博士研究生学位论文摘要 分布式m i m o 系统关键技术的研究 摘要 下一代移动通信系统要求大容量和高质量的数据传输。多输入多 输出( m i m o ) 技术被认为是可实现未来高速数据传输的关键技术之 一，在第三代( 3 g ) 及第四代( 4 g ) 的移动通信系统中有着广阔的应用前 景。传统的集中式m i m o 系统的多根发射天线均集中于基站( b s ) 端， 与集中式m i m o 不同，分布式m i m o 系统的多根发射天线分布于不同 的地理位置，其各对收发链路之间更加独立，具有大容量、低功耗、 更好的覆盖、对人体的低电磁损害等优势，被认为是未来无线通信系 统的备选方案之一。 本论文正是针对分布式m i m o 系统发送端的各项关键技术展开 研究的。研究内容涉及分布式m i m o 系统的信道特征、多小区分布式 m i m o 系统的信道容量分析、天线选择技术、功率分配技术及多用户 预编码技术等多方面的内容。论文的主要研究内容及研究成果如下： 针对分布式m i m o 系统的信道特征，研究了天线端口配置多天线 时天线之间的空间相关性，给出了k r o n e c k e r 相关信道模型的建模方 法。分析了分布式天线端口之间的相关性，得到了天线端口之间的相 关性与用户到基站之间的距离成反比的结论。 分析了多小区分布式m i m o 系统的信道容量。首先考虑天线端口 只有一根天线的的情况，推导了多小区各态历经信道容量的表达式， 并与多小区蜂窝网系统的信道容量进行了比较，仿真表明，分布式系 统在大部分区域内能获得比蜂窝网系统更多的信道容量。而且，选择 较少的发送天线会减小邻小区间干扰，进一步提高信道容量。然后将 这些结果扩展到天线端口配置多根天线的情况，得到了信道容量表达 式。 北京邮电大学博士研究生学位论文摘要 在天线选择方面，本论文首先推导了信道容量上限的闭式表达 式，然后以信道容量为标准，提出了一种基于部分信道信息( c s i ) 的 自适应天线选择方法。该方法利用天线端口的大尺度衰落信息进行天 线选择，当用户位置发生变化时，基站能够根据用户位置的变化自适 应地选择调整发送天线子集，获得最大的信道容量。通过仿真，发现 所提出的方法能够比传统的覆盖式传输方法和选择性传输方法获得 更大的信道容量。 针对功率分配技术，本文提出了一种基于部分c s i 的低反馈量的 功率分配方法。该方法基于天线端口的大尺度衰落信息及发送相关矩 阵的秩信息进行功率分配。由于所需反馈的大尺度衰落信息和发送相 关矩阵的秩信息在低速环境下变化缓慢，因此该方法可以设置较长的 反馈周期来减小系统的反馈开销。仿真结果证明，该方法与传统的等 功率分配方法相比能够大幅度提高系统的容量性能，与需要实时反馈 完整c s i 的注水功率分配方法相比容量损失不大。 在多用户分布式m i m o 系统中，研究了一种时变信道下基于信道 预测的预编码方案。针对高速移动环境下会信道预测会带来严重的预 测误差问题的问题，本文提出了一种基于预测误差补偿的信号泄漏噪 声l l ( s l n r ) 预编码算法。所提出的预编码方案利用信道预测的归一 化均方误差( n m s e ) 对预编码矩阵进行修正，补偿了信道不匹配带来 的性能损失，进一步抑制了用户间的干扰，提高了系统性能。仿真结 果表明，在高速移动环境下，该算法能够带来更好的误码率性能和吞 吐率性能。 关键词：分布式多输入多输出系统，各态历经信道容量，部分信道状 态信息，天线选择，功率分配，预编码技术，信道预测，信号泄漏噪 声比 北京邮电大学博士研究生学位论文 k e yt e c h n o l og y i e sr e s e a r c hi n d i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s a b s t r a c t t h en e x t g e n e r a t i o n m o b i l ec o m m u n i c a t i o n s y s t e m sr e q u i r e l a r g e - c a p a c i t ya n dh i g h q u a l i t yd a t at r a n s m i s s i o n i ti s b e l i e v e dt h a t m i m ot e c h n o l o g yw i l lb eo n eo ft h ek e yt e c h n o l o g i e sa n dh a sw i d e a p p l i c a t i o np r o s p e c ti nt h et h i r dg e n e r a t i o n ( 3 g ) a n dt h ef o u r t hg e n e r a t i o n ( 4 g ) m o b i l ec o m m u n i c a t i o ns y s t e m s i nt r a d i t i o n a lc e n t r a l i z e dm i m o s y s t e m s ，t h em u l t i p l et r a n s m i t t e da n t e n n a sa r ea l lc o - l o c a t e di nt h eb a s e s t a t i o n ( b s ) d i s t r i b u t e dm i m os y s t e m sa r ed i f f e r e n tf r o mc e n t r a l i z e d m i m o s y s t e m s ，i nw h i c ht h em u l t i p l et r a n s m i t t e da n t e n n a sa l w a y sl o c a t e i nd i f f e r e n ta r e a s ，t h ec h a n n e l sb e t w e e nt r a n s m i t t e da n t e n n a sa n dr e c e i v e d a n t e n n a sa r em o r ei n d e p e n d e n t c o m p a r e dw i t hc e n t r a l i z e dm i m o ，i th a s t h ea d v a n t a g e so fl a r g es y s t e mc a p a c i t y , l o wt r a n s m i tp o w e r , e n h a n c e d c o v e r a g ea n dl o wr a d i a t i o no nt h e h u m a nb o d y d i s t r i b u t e dm i m o s y s t e m sh a v eb e e np r o m i s e da so n eo ft h ec a n d i d a t es y s t e m si nt h ef u t u r e w i r e l e s sc o m m u n i c a t i o ns y s t e m s i nt h i sd i s s e r t a t i o n ，k e yt e c h n i q u e si nt h et r a n s m i ts i d er e l a t e dt ot h e d i s t r i b u t e dm i m os y s t e m sa r e i n v e s t i g a t e d d e t a i l e d r e s e a r c hw o r k s i n c l u d e ：t h ec h a n n e lc h a r a c t e r i s t i ci nd i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s ，t h e c h a n n e l c a p a c i t ya n a l y s i si nm u l t i c e l le n v i r o n m e n t ，a n t e n n as e l e c t i o n t e c h n o l o g y , p o w e r a l l o c a t i o n t e c h n o l o g y , m u l t i u s e r p r e c o d i n g t e c h n o l o g ya n d s oo n t h ed e t a i l e dr e s e a r c hc o n t e n t sa n dt h em a i n c o n t r i b u t i o n so ft h i sd i s s e r t a t i o na r el i s t e da sf o l l o w s ： f o rt h ec h a n n e lc h a r a c t e r i s t i ci nd i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s ，t h e i l 点 北京邮电大学博士研究生学位论文 c o r r e l a t i o n sb e t w e e nm u l t i p l ec o l o c a t e da n t e n n a sm t h es a m ed i s t r i b u t e d p o r ta r ea n a l y z e d ，a n dt h ek r o n e c k e rc o r r e l a t i o nc h a n n e lm o d e li sg i v e n t h i sd i s s e r t a t i o na l s o i n v e s t i g a t e s t h ec o r r e l a t i o n sa m o n gd i f f e r e n t d i s t r i b u t e dp o r t sa n dd r a w st h ec o n c l u s i o nt h a tt h ec o r r e l a t i o n sa g e m o n o t o n i cd e c r e a s e dw i t ht h ed i s t a n c eb e t w e e nb a s es t a t i o n ( b s ) a n d u s e re q u i p m e n t f o rt h ec h a n n e lc a p a c i t yo fd i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s ，t h i s d i s s e r t a t i o nf i r s tc o n s i d e r st h a td i s t r i b u t e dp o r t so n l ye q u i po n ea n t e n n a ， a n dt h ee r g o d i cc a p a c i t ye x p r e s s i o no fm u l t i c e l le n v i r o n m e n ti sd e r i v e d f u r t h e r m o r e ，t h ec h a n n e lc a p a c i t i e so fd i s t r i b u t e ds y s t e m sa n dc e l l u l a r n e t w o r ks y s t e m sa r es i m u l a t e d s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a tc o m p a r e d w i t hc e l l u l a rn e t w o r ks y s t e m s ，d i s t r i b u t e ds y s t e m sc a ni m p r o v ec h a n n e l c a p a c i t yi nm o s ta r e a s i ti sa l s os h o w nt h a ts e l e c t i n gf e w e ra n t e n n a sf o r t r a n s m i s s i o nc a nd e c r e a s et h ei n t e r f e r e n c ea m o n gn e i g h b o rc e l l sa n d f u r t h e re n h a n c et h ec h a n n e lc a p a c i t y s e c o n d ，w h e nd i s t r i b u t e d p o r t s e q u i pm u l t i p l e a n t e n n a s ，t h ee r g o d i cc a p a c i t y i sa l s od e r i v e da n d s i m u l a t e d f o rt h ea n t e n n as e l e c t i o n ，t h eu p p e rb o u n de x p r e s s i o no fc h a n n e l c a p a c i t yi sd e r i v e di nt h i sd i s s e r t a t i o n t h e n ，w i t ht h ec a p a c i t yc r i t e r i o n ， a n a d a p t i v e a n t e n n as e l e c t i o ns c h e m eb a s e do np a r t i a lc h a n n e ls t a t e i n f o r m a t i o n ( c s i ) i sp r o p o s e d t h i ss c h e m eu s e st h el a r g es c a l ef a d i n g i n f o r m a t i o nt os e l e c tt h et r a n s m i t t e dd i s t r i b u t e dp o r t w h e nt h eu s e r s l o c a t i o nv a r i e s ，b sc a na d a p t i v e l ya d j u s tt h et r a n s m i t t e da n t e n n as u b s e tt o o b t a i nt h em a x i m u mc h a n n e lc a p a c i t y a c c o r d i n g t o u s e r s p o s i t i o n s i m u l a t i o nr e s u l t si l l u s t r a t et h a t c o m p a r e d w i t ht r a d i t i o nb l a n k e t t r a n s m i s s i o ns c h e m ea n ds e l e c t i o nd i v e r s i t ys c h e m e ，t h ep r o p o s e ds c h e m e c a na c h i e v em o r ee r g o d i cc a p a c i t y f o rt h e p o w e ra l l o c a t i o nt e c h n o l 0 9 5 al o wf e e d b a c k p o w e r a l l o c a t i o ns c h e m eb a s e do np a r t i a lc s ii sp r o p o s e d t h ep r o p o s e ds c h e m e 北京邮电大学博士研究生学位论文 u s e st h e l a r g es c a l ef a d i n g i n f o r m a t i o na n dt h er a n ko ft r a n s m i t c o r r e l a t i o nm a t r i xt oa l l o c a t et h et r a n s m i tp o w e r s i n c et h el a r g es c a l e f a d i n gi n f o r m a t i o na n dt h et r a n s m i tc o r r e l a t i o nm a t r i xv a r ys l o w l y , t h e f e e d b a c kp e r i o dc a nb es e tl o n g t h e r e f o r e ，t h ef e e d b a c ko v e r h e a dc a l lb e r e d u c e d s i m u l a t i o nr e s u l t sv e r i f yt h a tt h ep r o p o s e ds c h e m ec a ng r e a t l y i m p r o v ee r g o d i cc a p a c i t yc o m p a r e dw i t ht h ea v e r a g ep o w e ra l l o c a t i o n s c h e m e ，a n dt h ec a p a c i t yl o s sc o m p a r e dw i t ht h eo p t i m a lw a t e r - f i l l i n g s c h e m ei sl e s s f o rt h em u l t i p l ed i s t r i b u t e dm i m o s y s t e m s ，ap r e c o d i n gt e c h n o l o g y b a s e do nc h a n n e lp r e d i c t i o ni s i n v e s t i g a t e di nt i m e v a r y i n gc h a n n e l s h o w e v e r , i nt h eh i g h e rs p e e dm o b i l ee n v i r o n m e n t ，c h a n n e lp r e d i c t i o n w i l lr e s u l ti ns e r i o u s p r e d i c t i o n e r r o r s t os o l v et h i s p r o b l e m ，a n i m p r o v e ds i g n a l t o l e a k a g e - - a n d - - n o i s er a t e ( s l n r ) p r e c o d i n gs c h e m e b a s e do np r e d i c t i o ne r r o r c o m p e n s a t i o n i s p r o p o s e d t h ep r o p o s e d s c h e m eu s e st h en o r m a l i z e dm e a n s q u a r ee r r o r ( n m s e ) o fc h a n n e l p r e d i c t i o nt om o d i f yt h ep r e c o d i n gm a t r i x t h i sc o m p e n s a t i o nr e d u c e st h e s y s t e mp e r f o r m a n c el o s s d u et ot h eu n m a t c h e dc h a n n e l s w i t ht h i s s c h e m e ，t h ei n t e r f e r e n c e sa m o n gm u l t i p l eu s e r sa r es u p p r e s s e de f f i c i e n t l y a n dt h es y s t e mc a p a c i t yi sf u r t h e re n h a n c e d s i m u l a t i o nr e s u l t ss h o wt h a t t h e p r o p o s e ds c h e m e c a no b t a i nb e t t e rb i te r r o r r a t e ( b e r ) a n d t h r o u g h p u tp e r f o r m a n c ei nt h eh i g h e rs p e e dm o b i l es c e n a r i o k e yw o r d s ：d i s t r i b u t e dm u l t i p l e - i n p u t m u l t i p l e - - o u t p u ts y s t e m s ( d i s t r i b u t e dm i m os y s t e m s ) ，e r g o d i cc h a n n e lc a p a c i t y , p a r t i a lc h a n n e l s t a t ei n f o r m a t i o n ( p a r t i a lc s i ) ，a n t e n n as e l e c t i o n ，p o w e ra l l o c a t i o n ， p r e c o d i n gt e c h n o l o g y , c h a n n e lp r e d i c t i o n ，s i g n a l - t o l e a k a g e - a n d n o i s e r a t e ( s l n r ) i h 北京邮电大学博士研究生学位论文 北京邮电大学博士研究生学位论文目录 目录 第一章绪论1 1 1 研究背景1 1 2 分布式m i m o 系统的发展与演进3 1 2 1 虚拟小区系统4 1 2 2 群小区5 1 2 3 分布式无线通信系统6 1 3 研究现状7 1 4 论文研究内容及创新点8 1 5 参考文献1 0 第二章分布式m i m o 系统信道特性及基本技术1 7 2 1 前言。1 7 2 2 分布式m i m o 信道特性1 8 2 2 1 无线通信的三种效应1 8 2 2 2 大尺度衰落特性1 8 2 2 3 小尺度衰落特性2 0 2 2 3 1 瑞利衰落分布2 0 2 2 3 2 莱斯衰落分布2 1 2 2 3 3n a k a g a m i 分布2 2 2 2 4 空间相关信道特性2 3 2 2 4 1k r o n e c k e l 相关模型2 3 2 2 4 2 空问相关的m i m o 信道建模2 5 2 2 5 分布式天线端口的互相关性2 5 2 3m i m o 基本技术2 7 2 3 1 开环m i m o 技术2 8 2 3 1 1 空间分集技术2 8 2 3 1 2 空间复用技术2 9 2 3 2 闭环预编码技术3 2 2 3 2 1 基于完整c s i 的预编码3 2 北京邮电大学博士研究生学位论文目录 2 3 2 2 基于信道统计c s i 的预编码3 3 2 3 2 3 基于码本的预编码3 6 2 4 本章小结。3 7 2 5 参考文献。3 8 第三章分布式m i m o 系统的容量分析4 3 3 1 引言。4 3 3 2 多小区分布式m i m o 系统的结构。4 3 3 3 多小区d a s 的损耗概率4 4 3 4 多小区d a s 的信道容量4 6 3 5 多小区分布式m i m o 的信道容量5 1 3 6 本章小结5 3 3 7 参考文献5 3 第四章分布式m i m o 系统的天线选择技术5 7 4 1 引言。5 7 4 2 完整c s i 下的天线选择5 8 4 2 1 递增选择算法5 8 4 2 2 递减选择算法5 9 4 2 3 优化的递减选择算法：。5 9 4 3 部分c s i 下的天线选择。6 1 4 3 1 系统模型6 1 4 3 2 各态历经信道容量的上限6 2 4 3 3 自适应天线选择技术6 6 4 3 4s e r 性能分析6 8 4 3 5 仿真结果7 0 4 4 本章小结一7 3 4 5 参考文献。7 4 第五章分布式m i m o 系统的功率分配7 7 5 1 引言。7 7 5 2 传统的功率分配方法7 7 5 2 1 等功率分配方法7 7 北京邮电大学博士研究生学位论文目录 5 2 2 注水功率分配方法7 8 5 3 部分c s i 下的功率分配方法8 0 5 4 仿真结果8 3 5 5 本章小结8 5 5 6 参考文献8 6 第六章分布式m i m o 系统的多用户预编码技术8 9 6 1 弓i 言。8 9 6 2 系统模型9 0 6 3 多用户预编码技术。9 1 6 3 1z f 预编码9 2 6 3 2s l n r 预编码9 3 6 4 预测误差补偿的预编码技术9 5 6 4 1 基于信道预测的预编码9 5 6 4 2 预测误差补偿的预编码9 7 6 5 仿真结果1 0 1 6 5 1 预测算法仿真。1 0 1 6 5 2 预编码方案仿真。1 0 4 6 6 本章小结1 0 8 6 7 参考文献1 0 8 第七章总结和展望1 1 1 7 1 全文总结1 1 1 7 2 下一步研究工作的展望1 1 2 缩略语中英文对照1 1 5 j l i 【谢1 1 9 作者攻读博士学位期间发表的论文及申请的专利1 2 1 i i i 北京邮电大学博士研究生学位论文 目录 北京邮电大学博士研究生学位论文图目录 图目录 图1 - 1i m t - a d v a n c e d 时间表。2 图1 2v c n 结构4 图1 3 群小区架构示意图6 图1 4d w c s 的逻辑结构图7 图1 5 本论文主要研究内容9 图2 1n a k a g a m i 分布的p d f 图。2 3 图2 2m i m o 统计信道建模流程图2 5 图2 3 一般的分布式m i m o 系统2 6 图2 4 平均互相关系数与d r 之间的关系2 7 图2 5 分层空时码编码示意图3 0 图2 6 基于统计信息的预编码系统3 3 图2 7 基于码本预编码系统处理流程。3 7 图3 - 1 多小区分布式m i m o 系统结构4 3 图3 2d a s 与蜂窝网系统各态历经信道容量比较。5 0 图3 3 用户配置不同天线时的各态历经信道容量5 0 图3 4d a s 系统中不同发送天线端口个数的各态历经信道容量5 1 图3 5 分布式m i m o 系统与蜂窝网系统各态历经信道容量比较5 3 图禾1 分布式m i m o 系统模型6 1 图4 2h 与w 之间的夹角6 3 图4 3 不同曰时信道容量上限与信道容量的对比，n = 2 。6 5 图4 4 不同b 时信道容量上限与信道容量的对比，n = 4 6 5 图4 5 不同b 时信道容量上限与信道容量的对比，n = 7 6 6 图4 6 天线端口距离为用户定位示意图一6 7 图4 7 自适应天线选择方式的各态历经信道容量7 1 图4 8 自适应天线选择方式与覆盖式传输方式相比的容量增益7 1 图4 - 9 自适应天线选择方式与单天线选择方式相比的容量增益。7 2 图4 1 0 b = 5 时b p s k 调制的误符号率性能图7 3 北京邮电大学博士研究生学位论文 图目录 图4 1 1b = 1 0 时q p s k 调制的误符号率性能图7 3 图5 - 1 提出的功率分配方法比等功率分配获得的容量增益，厂= ( 3 ，3 ，3 ，3 ) 8 4 图5 2 提出的功率分配方法比注水功率分配损失的容量，r = ( 3 ，3 ，3 ，3 ) 。8 4 图5 3 提出的功率分配方法比等功率分配获得的容量增益，r - - ( 3 ，2 ，2 ，2 ) 8 5 图5 4 提出的功率分配方法比注水功率分配损失的容量，r - ( 3 ，2 ，2 ，2 ) 8 5 图6 1 分布式m i m o 多用户下行链路。9 0 图6 2 用户的泄漏噪声9 3 图6 3l t e t d d 帧结构。9 5 图6 4 基于信道预测的预编码方案9 6 图6 5f i r 预测器结构图9 8 图6 - 61 5 k m h 时信道预测效果图，5 0 个样本点。1 0 2 图6 73 0 k m h 时信道预测效果图，5 0 个样本点1 0 3 图6 83 0 k m h 时信道预测效果图，1 0 0 个样本点1 0 3 图6 - 96 0 k m h 时信道预测效果图，5 0 个样本点1 0 4 图6 1 03 0 k m h 时s l n r 预编码方案的b e r 性能1 0 5 图6 1 16 0 k m h 时s l n r 预编码方案的b e r 性能1 0 5 图6 1 2 链路级仿真平台。1 0 6 图6 1 36 0 k m h 时链路级仿真的吞吐率性能1 0 7 北京邮电大学博士研究生学位论文表目录 表目录 表2 1 两种码本生成方式的比较3 7 表3 1 各态历经信道容量仿真参数4 9 表3 2 各态历经信道容量仿真参数5 2 表4 1 容量上限仿真参数“ 表禾2 天线选择仿真参数7 0 表4 3s e r 性能仿真参数7 2 表5 1 功率分配仿真参数8 3 表6 1 上下行信道子帧切换点配置9 5 表6 2 信道预测仿真参数1 0 2 表6 3 不同移动速度下信道预测的n m s e 1 0 2 表6 4s l n r 预编码仿真参数。1 0 4 表6 5 仿真参数。1 0 6 表6 - 6a m c 门限表1 0 7 北京邮电大学博士研究生学位论文 表目录 北京邮电大学博士研究生学位论文 论文使用符号说明 a ( 斜体) 卢( x ，y ) c “” c ( ，o r 2 ) d e t ( ) d i a g ( x , ) e ( ) e r r ( ) 2 最( f ，r ；o ；5 - ) h h t h h h h 一1 h + i 射 i 。( ) l b x m i n ( x ，y ) m a x ( x ，y ) t r ( h ) 论文符号使用说明 标量 函数 维数为m t l 的复高斯分布 均值为弘，方差为o r 2 的复高斯分布 方阵的行列式 对角元素为而的对角阵 数学期望 误差函数 高斯超几何函数 矩阵h 矩阵h 的转置 矩阵h 的共轭 矩阵h 的共轭转置 。 可逆矩阵h 的逆矩阵 矩阵h 的广义逆矩阵 m x m 维单位矩阵 第一类修正贝塞尔函数 l o g ： 五y 的最小值 一 五y 的最大值 h 矩阵求迹 北京邮电大学博士研究生学位论文 论文使用符号说 矩阵的列向量化 求x 的偏导 g a m m a 函数 矩阵的矩阵开方 2 范数 f r o b e n i u s 范数 克罗内克( k r o n e c k e r ) 积 x 叫玳州。 北京邮电大学博士研究生学位论文第一章绪论 1 1 研究背景 第一章绪论 移动通信系统从8 0 年代初开始商用，至今已经有近3 0 年的时间了。8 0 年 代初，以频率复用( f d m a ) 、多波道共用技术和全自动接入公共电话网为代表的 小区制、大容量蜂窝式移动通信系统在美国，日本，瑞典等国家先后投入使用。 这些系统被称为第一代模拟蜂窝式移动通信系统。虽然模拟移动通信系统发展很 快，但其技术上存在局限性，容量小，难以提供非语音业务，语音质量不高，保 密性差，难以和综合业务数字网( i s d n ) 互连，而且设备不能实现小型化，制 式不统一，特别是欧洲各国模拟制式很多，这些因素限制了模拟系统的进一步发 展。因此，1 9 8 2 年，欧洲邮电管理委员会( c e p t ) 成立了一个在e t s i ( 欧洲 电信标准协会) 下的“移动特别小组”( s p e c i a lm o b i l eg r o u p ) ，开发数字移动通 信技术。1 9 8 7 年，泛欧数字蜂窝系统的全球移动系统( g s m ) 规范达成一致意 见，1 9 9 1 年，g s m9 0 0 m h z 数字蜂窝移动通信系统在欧洲问世，从此，移动通 信跨入了第二代。与第一代模拟蜂窝移动通信相比，第二代移动通信系统具有保 密性强、频谱利用率高、能提供丰富的业务、标准化程度高等特点。但是，第二 代移动通信系统无论在支持全球漫游方面，还是在支持高速多媒体业务方面，都 远不能满足用户的需求。为了统一全球移动通信标准和频段，满足用户多媒体业 务的需求，并达到移动通信全球漫游的目的，1 9 9 9 年1 0 月，在芬兰召开的n u r t g 8 1 最后一次会议上顺利通过了第三代移动通信( 3 g ) 的无线接口标准，虽然 它由不同的技术构成，但这是一个全球统一的标准，基于这一标准，用户可实现 全球漫游。2 0