【摘要】：隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),人們對(duì)獲得信息的速度和質(zhì)量提出了越來(lái)越高的要求。大規(guī)模MIMO多天線技術(shù)以其高頻譜利用效率和能量利用效率的優(yōu)勢(shì)獲得廣泛關(guān)注。本文研究了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信道狀態(tài)信息獲取技術(shù)和下行鏈路預(yù)編碼技術(shù)。首先,本文介紹了傳統(tǒng)MIMO多天線技術(shù)和大規(guī)模MIMO多天線技術(shù)的基本原理。綜述了傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)和大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中信道估計(jì)和下行鏈路預(yù)編碼技術(shù)。其次,本文重點(diǎn)分析研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的容量,推導(dǎo)了單用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的漸進(jìn)可達(dá)速率表達(dá)式。本文討論了無(wú)協(xié)作多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中存在的導(dǎo)頻污染現(xiàn)象,并通過(guò)理論分析和計(jì)算機(jī)仿真證明無(wú)協(xié)作多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)是干擾受限的系統(tǒng)。然后,本文研究了頻分雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下行鏈路信道狀態(tài)信息獲取技術(shù),推導(dǎo)了不同估計(jì)準(zhǔn)則下的最優(yōu)訓(xùn)練序列結(jié)構(gòu)。通過(guò)利用信道空間相關(guān)性降低信道訓(xùn)練序列的資源開(kāi)銷,本文提出了一種下行鏈路的訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)方案,并推導(dǎo)了訓(xùn)練序列的最優(yōu)結(jié)構(gòu)和最優(yōu)長(zhǎng)度。計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果表明本文提出的訓(xùn)練序列設(shè)計(jì)方案在信道估計(jì)準(zhǔn)確性和系統(tǒng)可達(dá)速率之間取得折中。最后,本文研究了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下行鏈路中的線性預(yù)編碼和非線性預(yù)編碼技術(shù)。通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真評(píng)估了線性預(yù)編碼的用戶可達(dá)速率、頻譜效率和能量效率等性能指標(biāo)。本文應(yīng)用格基約減對(duì)矢量預(yù)編碼進(jìn)行了改進(jìn),提出了LR-ZF-VP和LR-MMSE-VP兩種預(yù)編碼方案。論文在對(duì)LR-ZF-VP算法進(jìn)行修正的基礎(chǔ)上,提出了一種LR-ZF-TVP預(yù)編碼方案,在系統(tǒng)性能和運(yùn)算復(fù)雜度之間取得了較好平衡。
[Abstract]:With the arrival of the mobile Internet and the large data age, people have made more and more demands on the speed and quality of obtaining the information. The large-scale MIMO multi-antenna technology is widely concerned with the advantages of high frequency spectrum utilization efficiency and energy utilization efficiency. In this paper, the channel state information acquisition technique and the downlink precoding technique in a large-scale MIMO system are studied. First, this paper introduces the basic principle of the traditional MIMO multi-antenna technology and the large-scale MIMO multi-antenna technology. In this paper, the channel estimation and the downlink precoding technique in the traditional MIMO system and the large-scale MIMO system are summarized. Secondly, this paper analyzes the capacity of large-scale MIMO system, and derives the asymptotic rate expression of single-user large-scale MIMO system and multi-user large-scale MIMO system. In this paper, the phenomenon of pilot pollution in a non-cooperative multi-cell large-scale MIMO system is discussed, and theoretical analysis and computer simulation show that the non-cooperative multi-cell large-scale MIMO system is an interference-limited system. Then, the information acquisition technology of the downlink channel state of the frequency division duplex large-scale MIMO system is studied, and the optimal training sequence structure under different estimation criteria is derived. By using the channel space correlation to reduce the resource cost of the channel training sequence, a scheme of the downlink training sequence is proposed, and the optimal structure and the optimal length of the training sequence are derived. The computer simulation results show that the proposed scheme is a compromise between the channel estimation accuracy and the system reachable rate. In the end, this paper studies the linear precoding and the non-linear precoding technique in the downlink of the large-scale MIMO system. The performance indexes of the user-accessible rate, spectral efficiency and energy efficiency of the linear pre-coding are evaluated by computer simulation. In this paper, the pre-coding of vector pre-coding is improved, and two kinds of pre-coding schemes of LR-ZF-VP and LR-MMSE-VP are proposed. On the basis of the modification of the LR-ZF-VP algorithm, a LR-ZF-TVP pre-coding scheme is proposed, and a good balance is obtained between the system performance and the operation complexity.
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.3

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本文編號(hào)：2501825