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多输入多输出(MIMO)被公认为是下一代移动通信系统所采用的物理层关键技术,其信道容量近似与收发天线数目的最小值成正比,能大幅度提高系统的频谱效率。MIMO系统通常采用信道编码以及自适应传输技术来提高系统的可靠性,但是无线通信环境的恶劣,需要有力的差错控制机制来进一步提高端到端的可靠性,混合自动请求重传机制(HARQ)为这一问题提供了解决方案。
通信中的有效性和可靠性是一对对立统一的矛盾。从信息论观点来看,将MIMO技术和HARQ机制结合的MIMO-HARQ系统可以实现有效性和可靠性的折中。本文深入研究了HARQ技术原理,以及HARQ在MIMO系统中的应用,通过对LTE系统中HARQ的原理分析阐述当前该技术的应用情况;并提出了结合HARQ的自适应传输方案,以及改进了结合载波聚合的HARQ进程映射机制。
本文的主要贡献有以下几点:
①分析了LTE系统中的HAPQ技术原理,针对标准中给出的速率匹配模块,设计了相应的解速率匹配模块。并通过仿真分析了LTE系统的HARQ性能,通过误块率和吞吐量等指标验证了HARQ的使用对系统性能带来的提升。从而说明了目前MIMO系统中HARQ技术的应用情况。
②设计了结合HARQ的MIMO-OFDM系统自适应传输方案,通过控制重传时的传输参数来提高系统性能。方案利用重传信息和信道状态信息对子信道数据进行空域和频域二维置换,再结合考虑重传等信息的功率调整,使得重传数据得到尽可能的补偿,以提高译码的可靠性。
③针对结合载波聚合的HARQ进程映射机制进行了改进,对目前的静态映射与可变映射机制进行分析,在保证系统性能提升的同时尽可能减少系统开销,设计了减少反馈量的排序可变HARQ进程映射方案。方案采用1加n比特的方式指示成员载波的改变,用一种更灵活的方式获得性能增益。