MIMO技术解读

重庆邮电大学硕士论文答辩MIMO技术在不同无线场景下的适应性研究答辩人：李娜娜导师：张祖凡教授启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩2提纲一、研究背景及意义二、研究内容三、研究展望（1）分析LTE-Advanced物理层链路仿真平台（2）不同无线场景下单MIMO技术性能用户研究（3）不同无线场景下多用户MIMO技术性能研究启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩3一、研究背景及意义1.空间分集可以提高通信的可靠性，但无法提高数据速率，对信道环境要求较低。2.空间复用可以提高数据速率，但无法保证通信的可靠性，对信道环境要求较高。3.无线终端的移动性导致信道环境在时刻变化。导致：不同无线场景下的MIMO技术的适应性研究启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩4一、研究背景及意义启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩5二、研究内容（1）分析LTE-Advanced物理层链路仿真平台（2）不同无线场景下单MIMO技术性能用户研究（3）不同无线场景下多用户MIMO技术性能研究启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩6二、研究内容（1）LTE-Advanced物理层链路仿真平台OFDM调制资源元映射预编码OFDM调制调制资源元映射层映射调制加扰加扰物理层下行发送端的基本框图OFDM解调资源元逆映射OFDM解调资源元逆映射逆层映射解调解扰解调解扰MIMO接收机物理层下行接收端的基本框图启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩7二、研究内容（1）系统仿真流程开始二进制信源扰码调制MIMO编码OFDM调制资源元映射衰落信道及噪声仿真配置OFDM调制资源元逆映射MIMO译码解调解加扰计算累加单次BER循环信噪比循环帧数结束计算BER启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩8二、研究内容（1）各模块功能描述用户定义参数场景选择-市区宏蜂窝-市区微蜂窝-室内热点-郊区环境网络布局-BS&UT-市区微蜂窝位置-速度天线-#阵元-方向–方向图传播参数生成大尺度参数-DS,AS,K-XPR-阴影-路损多径参数-功率，延时，AOA,AOD,等.ChIR生成信道系统生成ChIR信道系统生成小尺度参数:生成参数:设置场景，网络布局和天线参数设置传播条件(NLOS/LOS)计算路损生成相关的大尺度参数(DS,AS,SF,K)生成延时生成簇功率生成到达和离开角度随机配对各射线确定随机初始相位生成信道系数应用路损和阴影信道模型建立过程信道系数生成过程启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩9二、研究内容（1）分析LTE-Advanced物理层链路仿真台平（2）不同无线场景下单MIMO技术性能用户研究（3）不同无线场景下多用户MIMO技术性能研究启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩10二、研究内容（2）传输分集在不同无线场景下的适应性分析112**22112sxxsxx一般地，典型采用Alamouti2x方案进行发射分集时，设发送符号为，则编码方案可表示为：在LTE中使用的是频率分集技术，在假定4发射天线待发送符号为则经过LTE4天线发射分集方案编码后，得到实际发送信号为:1234(,,,)xxxx12(,)xx112234**213**4340000100200sxxsxxxxsxxs提取1、3天线，1、2子载波接收数据及相应信道响应开始至2x解码器，得到1x、2x提到2、4天线，3、4子载波接收数据及相应信道响应至2x解码器，得到3x、4x结束解码流程启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩11二、研究内容（2）传输分集在不同无线场景下的适应性分析启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩12二、研究内容（1）面向用户可视可操作的接入选择装置设计方案（2）基于Sigmoid函数和SAW的QoS评价模型（3）基于博弈论的异构网络接入选择机制启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩13网络方：采用网络价格策略以吸纳可自主选择的用户接入该网络，实现网络资源收益的最大化：1.A.网络非合作博弈价格机制1.B.网络合作博弈价格机制二、研究内容（3）基于博弈论的异构网络接入选择机制非合作博弈用户网络1网络2合作博弈非合作博弈用户方：2.依据性价比策略选择接入网络（网络性能与价格的单位比值）用户与网络之间博弈关系形成示意图启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩14参与者策略收益不同接入网络iQoS的价格策略用户选择性价比最佳的网络性价比()()iiiiiiiiRnPDceDaP1.A网络非合作博弈模型参与者策略收益不同接入网络i共谋的价格策略用户选择性价比最佳的网络性价比1.B网络合作博弈模型iP二、研究内容（3）基于博弈的价格机制模型*iiiDeP*()()iiCiCDeP最佳价格策略（纳什均衡）网络各方个体收益最大共谋价格策略网络各方总体收益最大*()CP*P()()()()()()iiiiiCiCiCiCRnPDceDaP()iCP启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩1500.050.10.150.20.250.30.350.40.450.54045505560网络1价格(p1)网络1收益图(a)网络2价格p2=0.15网络2价格p2=0.25网络2价格p2=0.3500.050.10.150.20.250.30.350.40.450.545505560网络1价格(p1)网络2收益图(b)网络2价格p2=0.15网络2价格p2=0.25网络2价格p2=0.35价格策略与网络收益关系00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.500.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5网络2价格(p2)网络1价格(p1)p1(p2):e1=e2=0.3,ρ=0.3,c1=0.1p2(p1):e1=e2=0.3,ρ=0.3,c2=0.1p1(p2):e1=e2=0.6,ρ=0.3,c1=0.1p2(p1):e1=e2=0.6,ρ=0.3,c2=0.1p1(p2):e1=e2=0.6,ρ=0.6,c1=0.1p2(p1):e1=e2=0.6,ρ=0.6,c2=0.1p1(p2):e1=e2=0.6,ρ=0.6,c1=0.1p2(p1):e1=e2=0.6,ρ=0.6,c2=0.21234纳什均衡价格点非合作博弈中的最佳反应价格策略和纳什均衡价格00.050.10.150.20.250.30.350.40.450.500.050.10.150.20.250.30.350.40.450.5网络2价格(p2)网络1价格(p1)最佳反应价格p1(p2):e1=e2=0.6,ρ=0.6最佳反应价格p2(p1):e1=e2=0.6,ρ=0.6共谋价格p1(p2):e1=e2=0.6,ρ=0.6共谋价格p2(p1):e1=e2=0.6,ρ=0.6纳什均衡价格合作共谋价格纳什均衡价格与共谋价格二、研究内容（3）---仿真网络价格机制启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩1600.20.40.60.8100.20.40.60.81-60-40-20020406080100120网络1价格(p1)网络2价格(p2)收益网络收益总和网络1收益网络2收益纳什均衡价格非合作博弈的网络1、2及其总收益00.20.40.60.8100.20.40.60.81020406080100120网络1价格(p1)网络2价格(p2)收益网络收益总和网络1收益网络2收益共谋价格合作博弈的网络1、2及其总收益合作与非合作博弈的总收益比较二、研究内容（3）---仿真网络价格与收益启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩172.用户基于比较网络性价比的接入选择二、研究内容（3）性价比的接入选择模型及特征网络性价比与网络双方价格的关系0.10.20.30.40.50.10.20.30.40.5101112131415网络2价格(p2)网络1价格(p1)网络1性价比网络性价比与网络双方效率因子的关系00.20.40.60.8100.20.40.60.81810121416网络2效率因子(e2)网络1效率因子(e1)网络1性价比网络性价比与网络竞争因子和价格的关系0.10.20.30.40.500.20.40.60.81051015网络1价格(p1)竞争因子(ρ)网络1性价比最佳接入网络*argmax()iiiiDePi启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩18二、研究内容（3）---仿真比较不同价格策略的性价比不同价格策略的性价比用户在网络两种博弈中获得的性价比优于其网络自由价格(无序竞争)获得的性价比0.10.150.20.250.30.350.40.450.588.599.51010.5价格性价比用户选择网络1(非合作博弈价格),e1=0.6用户选择网络2(非合作博弈价格),e2=0.7用户选择网络1(自由价格策略),e1=0.6用户选择网络2(自由价格策略),e2=0.7用户选择网络1(合作博弈价格),e1=0.6用户选择网络2(合作博弈价格),e2=0.6启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩19二、研究内容---总结基于博弈的网络价格机制：为网络各方在不同博弈场景中，最大化网络资源收益。力求提供一种双赢的解决方案：异构融合网络接入选择场景中，保障双方(网络和用户)的利益。基于性价比接入选择机制：保障用户在服务费用最少情况下获得最大化的网络服务质量。根据不同业务特性和应用场景,用户通过该方案设计可参与接入选择的过程。基于Sigmoid和SAW的QoS评价模型方案。启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩20异构接入网络QoS模型的性能评估分析实际网络应用环境下网络接入选择算法评估及改进接入选择机制的时效性、价格竞争机制的动态特性、用户的非线性需求还需深入探讨三、研究展望启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩21课题项目：4项1.中国-瑞典科技合作计划项目(2008DFA12110)：4G及后续移动通信系统的移动管理、控制和路由技术研究2.国家科技重大专项(2008ZX03003-005)：IMT-Advanced新型无线网络技术研发3.重庆自然科学基金项目(CSTC2009BB2083)：下一代网络垂直切换技术研究4.重庆市教委科技项目(KJ070501)：面向全IP网络的分布式移动性管理技术课题项目及研究成果发表论文：4篇1.Qian-BinChen，Wei-GuangZhou，RongChai，LunTang.“Game-TheoreticApproachforPricingStrategyandNetworkSelectioninHeterogeneousWirelessNetworks”,IETCommunications,Vol.5,Iss.5,pp:676–682,March2011.2.陈前斌，周伟光，柴蓉，唐伦.“基于博弈论的异构融合网络接入选择方法研究”,《计算机学报》,2010年9月刊，第33卷第9期，pp.1643-1652.（EI号：20104613383358）3.Qian-BinChen，Wei-GuangZhou，RongChai，LunTang.“ANoncooperativeGame-TheoreticVerticalHandoffin4GHeterogeneousWirelessNetworks”,ProceedingsofCHINACOM’2010,pp.1-5,Aug.2010.（EI号：20110713663036）4.RongChai，Wei-GuangZhou，Qian-BinChen，LunTang“ASurveyonVerticalHandoffDecisionforHeterogeneousWirelessNetworks”,ProceedingsofIEEEYC-ICT'09,pp.279-282,Sep.2009.（EI号：20101612856693）启迪管理课程重庆邮电大学硕士论文答辩22感谢导师陈前斌教授！感谢项目组柴蓉博士！感谢答辩组各位专