【摘要】：大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)使用大量的天線,無需增加系統(tǒng)帶寬,就能顯著增加系統(tǒng)的容量和信道的可靠性,但同時也引入了用戶間的干擾。在系統(tǒng)下行信道中,發(fā)射端采用預(yù)編碼技術(shù)不僅有效降低用戶間的干擾,提高系統(tǒng)的頻譜效率,而且能夠降低用戶端接收機(jī)的復(fù)雜度,減少其功耗。在系統(tǒng)的上行信道中,基站根據(jù)導(dǎo)頻信號進(jìn)行信道估計(jì),但接收到的導(dǎo)頻信號中包含來自其他用戶的信號干擾,受到污染的信道估計(jì)使得系統(tǒng)性能不隨天線數(shù)的增加而大幅提高。所以,預(yù)編碼技術(shù)和導(dǎo)頻污染的消除方法具有很高的研究意義和應(yīng)用前景。本文先建立大規(guī)模MIMO TDD系統(tǒng)模型,考慮信號傳輸過程中的大、小尺度衰落因子,對常見的匹配濾波(MF)、迫零(ZF)、規(guī)范化迫零(RZF)、最小均方誤差(MMSE)預(yù)編碼算法進(jìn)行誤碼率性能的仿真和比較。結(jié)果表明,MF的誤碼率較高,而且隨信噪比(SNR)變化比較平緩;ZF僅能消除用戶間干擾,性能一般;RZF同時考慮信道噪聲和用戶間干擾,性能較優(yōu);MMSE將接收信號與原信號之間的均方誤差控制在最小,其誤碼率最低,性能最佳。接著,在單小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中分析了信道相干系數(shù)與基站天線數(shù)目的關(guān)系,比較了ZF和MMSE算法的系統(tǒng)可達(dá)速率。仿真結(jié)果顯示,信道的相干性直接影響了系統(tǒng)性能,而且在基站天線數(shù)不超過8時,信道相干系數(shù)會隨著天線數(shù)的增加顯著降低,相應(yīng)的系統(tǒng)可達(dá)速率也會明顯增加。在多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,建立基站間的共享網(wǎng)絡(luò),減少基站交換信道狀態(tài)信息的開銷。根據(jù)預(yù)編碼矩陣歸一化方式的不同,研究MF和ZF算法的信干噪比和系統(tǒng)可達(dá)容量。仿真結(jié)果發(fā)現(xiàn),采用向量歸一化方式的ZF算法性能優(yōu)于矩陣歸一化的ZF算法;且高SNR時,ZF算法性能較佳,低SNR時,MF算法性能較佳。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,傳統(tǒng)的同步發(fā)射導(dǎo)頻方案所需要的導(dǎo)頻序列也逐漸增加,系統(tǒng)內(nèi)其他用戶的導(dǎo)頻信號干擾對系統(tǒng)性能也造成了很大的影響;本文研究了一種新的異步發(fā)射導(dǎo)頻方案,在重復(fù)利用導(dǎo)頻資源的同時,還消除了系統(tǒng)中大部分的導(dǎo)頻污染和信號干擾,明顯提高了系統(tǒng)可達(dá)速率,仿真結(jié)果表明了該異步發(fā)射導(dǎo)頻方案的優(yōu)越性和可行性。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3

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本文編號：2553780