多小区协作MIMO通信系统的有限反馈技术研究

The project is focused on the research of limited feedback technology for Multi-cell Cooperative MIMO Systems, which provides the essential channel state information for collaborative communication. In view of the characteristics of collaborative multi-point (CoMP) system such as the dynamic changes in cooperative clusters and heterogeneous channels, we will first establish the system model and channel model and then.1) use the distributed compression sensing technique to compress the feedback data, thereby reducing the feedback cost; .2) design an adaptive channel-tracking scalable codebook and flexible multi-mode feedback mechanism, based on the correlation in space, time and frequency domains; 3) utilize the location information in the feedback mode selection and switching decisions and develop algorithms for optimal feedback resource allocation; .4) conduct theoretical analysis and simulation to assess the performance of the proposed limited feedback strategies and algorithms, and derive a trade-off principle between feedback overhead and system performance. .Through this research, we expect to form a complete set of low-cost, highly efficient and accurate limited feedback theories and algorithms for the Multi-cell Cooperative MIMO Systems to achieve high spectral efficiency.

本项目研究协作MIMO系统中对多个动态变化异质信道的有限反馈技术，为协作通信提供准确的信道状态信息。针对多小区协作MIMO通信系统的特点和反馈需求，在建立协作多点传输系统和信道模型的基础上，.1）降低反馈开销，基于分布式压缩感知方法对反馈数据进行压缩；.2）结合信道空、时、频三域相关性，设计能跟踪信道方向的、可扩展的码本和灵活的多模式反馈机制；.3）将地理位置信息引入最佳反馈模式的选取和切换决策中，优化反馈资源分配算法；.4）理论分析和仿真评估算法性能，提供反馈开销与系统性能的折衷准则；.形成一套完整的低开销、高效准确的有限反馈理论和算法，解决反馈需求量大与反馈带宽受限的矛盾，为系统实现高频谱效率等优势提供支撑。

项目面对协作多点传输(CoMP)场景下的MIMO系统，探索如何为协作通信高效地提供低开销、准确的信道状态信息，重点研究针对多个动态变化异质信道的有限反馈技术。在研究多小区协作MIMO 通信系统的特点和反馈需求，建立了协作多点传输系统和信道模型的基础上，我们结合信道在空、时、频三域相关性等信道信息自身的固有特性，设计了通用于一般信道条件的，具有适变性且易于能跟踪信道方向的、可扩展的自适应码本构造方法；针对多小区协作MIMO 系统中合作基站数目的动态变化和用户的随机移动特点，设计了一种基于自适应量化码本的灵活多模式反馈机制，利用用户地理位置信息进一步优化反馈策略的选取，调整自适应码本参数，实现反馈模式的自适应切换，达到优化有限反馈性能的目的。同时，完成理论分析确定了反馈性能上下界，提供了反馈开销与系统性能的折衷准则。最终形成一套完整的低开销、高效准确的有限反馈理论和算法，解决了反馈需求量大与反馈带宽受限的矛盾，为多小区协作系统实现高频谱效率等优势提供保障，可应用于未来5G移动通信系统。