本文關鍵詞：面向下一代無線通信的MIMO技術研究

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【摘要】：多入多出(MIMO)技術充分利用空間資源,采用多個天線實現(xiàn)信息多發(fā)多收,具有頻譜利用率高和系統(tǒng)容量大的優(yōu)點,是無線通信領域的重要技術。而作為第五代移動通信（5G）中的重要技術——大規(guī)模天線技術，通過大量增加收發(fā)天線極大地提高了頻譜利用率。并且，大量天線可以將發(fā)射或接收信號的能量集中到非常小的空間區(qū)域，借此提高系統(tǒng)能效。本文研究了面向下一代無線通信的多天線技術，主要工作和結論如下： 首先，本文給出了一種具有魯棒性的OFDM-MIMO收發(fā)機設計方案。該方案以最小化信號檢測的均方誤差（MSE）為優(yōu)化目標，在總發(fā)射功率受限的條件下給出了MIMO系統(tǒng)發(fā)射端的魯棒性預編碼方案。該算法與注水算法（waterfilling）類似，但由于考慮了信道誤差的影響，不同載波上的注水的基底也為待優(yōu)化變量，所以，我們稱這個算法的解為“分簇注水”（cluster waterfilling）形式。并且，，該“分簇注水”算法同傳統(tǒng)注水算法的解一樣，都是閉式形式，所以具有非常高的實際應用價值。 接下來，本文提出了一種在最大化系統(tǒng)容量準則下的MIMO系統(tǒng)預編碼矩陣的魯棒性設計方法。在考慮信道估計誤差的前提下，我們構造了一個具有總發(fā)射功率受限約束的MIMO系統(tǒng)容量最大化問題，通過“分簇注水”算法得到了該魯棒性方案的近似最優(yōu)解。最后我們將所設計方法與現(xiàn)有的非魯棒性方法進行了比較，仿真結果驗證了所提方法的優(yōu)異性能。 然后，本文研究了多小區(qū)多用戶的大規(guī)模天線系統(tǒng)的信道的半盲估計問題。所提方法利用大規(guī)模天線系統(tǒng)不同用戶信道向量的近似正交性，采用特征值分解法，根據(jù)接收到的數(shù)據(jù)信號和少量導頻信號對大規(guī)模天線系統(tǒng)的信道進行估計。該方法解決了大規(guī)模天線系統(tǒng)在信道估計過程中所需導頻過多的問題，并具有很好的性能，仿真驗證了我們的結論。 最后，本文設計了一種大規(guī)模天線系統(tǒng)中導頻數(shù)據(jù)傳輸資源聯(lián)合優(yōu)化分配方案。該方案在使用最優(yōu)導頻信號結構前提下，得到用戶可達速率與導頻數(shù)據(jù)信號長度、導頻數(shù)據(jù)信號功率功率分配之間的關系，進而通過優(yōu)化這些參數(shù)來最大化用戶可達和速率。最后所提方案的性能通過仿真得到驗證。
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3

【參考文獻】

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1 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J];中國科學:信息科學;2014年05期

本文編號：1172100