大規(guī)模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)因其潛在的優(yōu)勢(shì)而得到了廣泛的研究。研究結(jié)果表明,準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息(CSI,Channel State Information)是充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)的重要條件之一。一般情況下,接收端基于導(dǎo)頻信號(hào)(pilot signals)進(jìn)行信道估計(jì)以獲取CSI,這也導(dǎo)致導(dǎo)頻信號(hào)會(huì)直接影響CSI的準(zhǔn)確性。事實(shí)上,要想保障CSI估計(jì)的準(zhǔn)確度,通常要求系統(tǒng)中所有用戶(hù)的導(dǎo)頻信號(hào)均相互正交。然而,這種正交性的實(shí)現(xiàn)會(huì)消耗大量的資源�？紤]到頻譜資源和信道相干時(shí)間的限制,研究者們采用了導(dǎo)頻復(fù)用的方法,即不同小區(qū)中的用戶(hù)使用同一導(dǎo)頻信號(hào),而同一小區(qū)中的用戶(hù)則保持導(dǎo)頻信號(hào)的正交性。對(duì)于導(dǎo)頻復(fù)用的情況,由于接收端不能夠準(zhǔn)確地區(qū)分目標(biāo)小區(qū)和干擾小區(qū)的導(dǎo)頻信號(hào),因而抑制了信道估計(jì)精度的提升,進(jìn)而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。這種現(xiàn)象被稱(chēng)為導(dǎo)頻污染(pilot contamination),其最直接的影響就是系統(tǒng)在數(shù)據(jù)解碼時(shí)會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤平層(error floor)。針對(duì)存在導(dǎo)頻復(fù)用的大規(guī)模MIMO上行傳輸系統(tǒng),本文對(duì)系統(tǒng)中的導(dǎo)頻污染進(jìn)行了詳細(xì)的研究分析并給出相應(yīng)對(duì)策。具體的研究成果包括以下方面:第一方面,論文揭示了導(dǎo)頻污染導(dǎo)致錯(cuò)誤平層產(chǎn)生的深層原因,基于對(duì)“中心翻轉(zhuǎn)”事件的詳細(xì)分析,由此給出了系統(tǒng)錯(cuò)誤平層的估計(jì)公式。第二方面,基于一個(gè)等效的信號(hào)發(fā)送-接收方程及相應(yīng)的“系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)”這一概念,通過(guò)對(duì)不同小區(qū)用戶(hù)錯(cuò)誤平層的理論分析,論證了系統(tǒng)指標(biāo)數(shù)對(duì)系統(tǒng)性能的影響。最后,為了減小導(dǎo)頻污染的影響,論文通過(guò)將篩選后的解碼信號(hào)添加到導(dǎo)頻序列中,提出了一種基于迭代的信道估計(jì)算法�；诖怂惴�,根據(jù)兩種發(fā)送信號(hào)星座圖的選擇方法,分別提出相應(yīng)的信號(hào)篩選標(biāo)準(zhǔn)。仿真結(jié)果證明了該算法可以有效地提高了信道估計(jì)精度和系統(tǒng)性能。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類(lèi)】：TN820;TN929.5
【部分圖文】：

圖 1.1 大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摑u進(jìn)方面的論點(diǎn)可以證明，不相關(guān)噪聲和小尺度衰落的干擾是可的，并且可以通過(guò)大規(guī)模 MIMO 技術(shù)的優(yōu)勢(shì)的利用，基站端天線數(shù)將會(huì)影響發(fā)送個(gè)比特所需要的能量，即當(dāng)天線個(gè)數(shù)不斷增加，發(fā)送所需能量也將逐漸減小甚至消，可以使用匹配（MF）濾波預(yù)編碼或檢測(cè)解碼技術(shù)等簡(jiǎn)單的信號(hào)處理方法來(lái)進(jìn)一規(guī)模 MIMO技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在文獻(xiàn)[20]中，假設(shè)在真實(shí)信道傳播環(huán)境下，無(wú)論上行鏈路接）或者下行鏈路（前向鏈接）傳輸，基于 MF 解碼，非協(xié)作的大規(guī)模 MIMO 系現(xiàn) 40 個(gè)用戶(hù)都可以達(dá)到 17Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，每個(gè)小區(qū)都只需要保證在 20MH寬下有 730Mb/s 的平均吞吐量以及 26.5bps/Hz 的整體頻譜效率。除了利用更完美造方式來(lái)形成更好的發(fā)送信號(hào)以及更好的干擾消除，大規(guī)模 MIMO 技術(shù)可以利用接收端的天線數(shù)目的巨大差距形成的大量自由度來(lái)進(jìn)一步降低干擾甚至零干擾[21]。由于大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)中的大量傳輸天線，所以較單天線系統(tǒng)而言，在能源效率潛在優(yōu)勢(shì)。在文獻(xiàn)[22]中表明，針對(duì)大規(guī)模 MIMO上行傳輸鏈路，在基站接收端有狀態(tài)信息（CSI）的情況下，發(fā)送端每個(gè)單天線用戶(hù)的發(fā)送信號(hào)功率可以按照基站比例的降低，而在接收端無(wú)法完全知悉 CSI 時(shí)，則是按照基站天線數(shù)的均方成比

圖 3.31cm ∈ D時(shí) y1 的概率密度函數(shù)分布第二部分是1 1 11,1 1 1 11,2m ρ a x ≥ m ρ a x，即1m ∈ D，如圖 3.4 所示，在這種情況變量 y1 的中心點(diǎn)是在錯(cuò)誤區(qū)域 D 的內(nèi)部。此時(shí)，隨機(jī)變量所產(chǎn)生的大部分點(diǎn)相1 11,1 a x來(lái)說(shuō)更靠近1 11,2ρ a x，因此信號(hào)解碼時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。而且，和圖 3.3 相反的是，比對(duì)于錯(cuò)誤概率來(lái)說(shuō)是負(fù)面影響的，隨著信噪比的增加導(dǎo)致錯(cuò)誤概率趨近于 1。我情況叫做“中心翻轉(zhuǎn)”事件，在下一節(jié)中我們會(huì)對(duì)“中心翻轉(zhuǎn)”進(jìn)行詳細(xì)分析，事致了錯(cuò)誤層的產(chǎn)生。區(qū)域D

圖 3.31cm ∈ D時(shí) y1 的概率密度函數(shù)分布二部分是1 1 11,1 1 1 11,2m ρ a x ≥ m ρ a x，即1m ∈ D，如圖 3.4 所示，在這種情況量 y1 的中心點(diǎn)是在錯(cuò)誤區(qū)域 D 的內(nèi)部。此時(shí)，隨機(jī)變量所產(chǎn)生的大部分點(diǎn)相11,1x來(lái)說(shuō)更靠近1 11,2ρ a x，因此信號(hào)解碼時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤。而且，和圖 3.3 相反的是，對(duì)于錯(cuò)誤概率來(lái)說(shuō)是負(fù)面影響的，隨著信噪比的增加導(dǎo)致錯(cuò)誤概率趨近于 1。我況叫做“中心翻轉(zhuǎn)”事件，在下一節(jié)中我們會(huì)對(duì)“中心翻轉(zhuǎn)”進(jìn)行詳細(xì)分析，事了錯(cuò)誤層的產(chǎn)生。區(qū)域D
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本文編號(hào)：2871969