题目：单/多小区多用户有限反馈方案研究

多天线(MIMO)系统以及多小区多天线系统在过去十年一直是研究的热点，但其性能很大程度上取决于基站能够获得多准确的信道方向信息(CDI)。在频分双工系统中，基站无法利用信道估计获得CDI，因此必须利用有限反馈技术由上行信道将CDI反馈给基站。本论文对各种单小区及多小区MIMO系统的有限反馈进行了设计和分析。

 

三维(3D)MIMO系统可以利用二维天线阵列实现3D波束成形技术，因而能够提高蜂窝系统的频谱效率。码本设计是3D MIMO有限反馈技术的重要内容。本论文利用3D MIMO信道的特点提出了一种新的量化3D MIMO信道的码本设计方法，联合量化3D MIMO水平和垂直信道方向信息。理论分析表明，在信道参数服从弱统计独立同分布条件时所提出的使用相关阵的联合量化码本与量化全局信道的旋转码本性能相同，但是所需要的相关信息少很多。仿真结果验证了理论分析，并表明所提出的联合量化码本与现有码本相比有明显优势。

 

协作多点联合传输(CoMP-JP)系统不仅能提高小区平均吞吐量，而且能有效提高小区边缘用户数据率。然而，基于单小区码本的有限反馈方案引入的相位模糊问题可能严重降低CoMP-JP系统的性能。本论文分析了相位模糊量化对于CoMP-JP系统的影响，提出了一种在单小区CDI量化和相位模糊量化之间进行自适应比特分配的低复杂度算法，并导出了在给定数据率损失时每个用户反馈开销的增长规律。仿真结果表明无论CoMP-JP系统的协作基站是否配置相同数量的天线，所提出的比特分配算法都能显著提高系统的频谱效率。

 

异构网由于能够对繁重的网络流量进行分流而成为提高系统频谱效率的研究热点。本论文研究了异构网协作多点协调波束成形(CoMP-CB)系统的自适应反馈方案。在给定每个用户反馈资源数条件下，为最大化每个用户的可达数据率，优化了每个用户进行CDI反馈的总比特数以及量化宏信道和微信道方向信息间的比特分配，并通过对用户可达自由度的分析，证明了使用自适应反馈方案的异构网CoMP-CB系统不再是干扰受限系统。仿真结果表明所提出的方案与非CoMP系统及采用固定码本的CoMP-CB系统相比对异构网有明显的性能增益。

 

除了频谱效率，能量效率也是蜂窝通信系统设计需要考虑的重要因素。因此，本论文研究了CoMP-CB多用户MIMO有限反馈系统的高能效设计。以最大化能量效率为目标，在单用户数据率要求与反馈比特数限制下，对下行CoMP-CB有限反馈系统的基站发射功率和用户反馈比特进行了联合分配，提出了最优算法以及低复杂度次优算法。仿真结果表明所提出的算法与现有算法相比极大地提高了系统的能量效率。