本文選題：Massive　切入點：MIMO　出處：《山東大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：隨著移動通信傳輸需求的增長,MassiveMIMO技術(shù)由于其具有數(shù)倍提升系統(tǒng)能量效率和頻譜效率的能力成為第五代移動通信(5G)的關(guān)鍵技術(shù)之一。多用戶Massive MIMO通信網(wǎng)絡(luò)也相應(yīng)地成為未來5G的典型通信網(wǎng)絡(luò)。多用戶Massive MIMO通信系統(tǒng)的性能與系統(tǒng)內(nèi)用于信道估計的正交訓(xùn)練導(dǎo)頻的數(shù)量有關(guān),由于系統(tǒng)內(nèi)正交訓(xùn)練導(dǎo)頻的數(shù)量受信道相干時間的限制不能滿足于龐大的用戶數(shù)的需求,因此在系統(tǒng)內(nèi)會不可避免地出現(xiàn)用戶復(fù)用訓(xùn)練導(dǎo)頻的情況從而導(dǎo)致小區(qū)間用戶的相互干擾,這種干擾被稱為導(dǎo)頻污染。研究表明導(dǎo)頻污染不能夠通過增加基站端的天線數(shù)目來消除,因此成為限制Massive MIMO系統(tǒng)性能提升的主要問題。論文針對導(dǎo)頻污染問題,主要研究了兩種抑制多用戶Massive MIMO系統(tǒng)中導(dǎo)頻污染問題的技術(shù)——導(dǎo)頻分配技術(shù)和導(dǎo)頻污染預(yù)編碼技術(shù)。論文的主要工作及創(chuàng)新點總結(jié)如下:(1)提出一種兼顧系統(tǒng)整體性能和系統(tǒng)內(nèi)公平性的導(dǎo)頻分配技術(shù)方案。現(xiàn)有關(guān)于導(dǎo)頻分配技術(shù)的研究大致分為兩類,一類是提升系統(tǒng)整體性能的導(dǎo)頻分配技術(shù);另一類是實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)公平性的導(dǎo)頻分配技術(shù)。這兩類導(dǎo)頻分配技術(shù)的研究都存在著不足:提升系統(tǒng)整體性能的導(dǎo)頻分配方案以最大化系統(tǒng)和速率為優(yōu)化目標(biāo),在提高系統(tǒng)整體性能時忽略了系統(tǒng)內(nèi)的公平性;而關(guān)注于系統(tǒng)中最小用戶速率提升的導(dǎo)頻分配方案因過分注重系統(tǒng)內(nèi)的公平性,大大削弱了系統(tǒng)的整體性能。在現(xiàn)有導(dǎo)頻分配技術(shù)的研究中,幾乎沒有一種導(dǎo)頻分配技術(shù)方案能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)整體性能和系統(tǒng)內(nèi)公平性的有效兼顧。針對這種不足,論文提出了一種在最大化系統(tǒng)整體性能的同時有效兼顧系統(tǒng)內(nèi)公平性的導(dǎo)頻分配方案。該方案以最大化系統(tǒng)內(nèi)用戶速率乘積的優(yōu)化準(zhǔn)則為基礎(chǔ)構(gòu)建關(guān)于導(dǎo)頻分配的優(yōu)化問題,通過基于貪婪策略的用戶交換方法(UEBG)以及最小泄露方法(Min Leakage),可以在抑制導(dǎo)頻污染的同時實現(xiàn)系統(tǒng)整體性能和系統(tǒng)內(nèi)公平性的有效兼顧。(2)提出一種基于基站端有限天線情況下最大化系統(tǒng)整體性能的導(dǎo)頻污染預(yù)編碼方案。在實際應(yīng)用場景中,受天線尺寸和配置難度的限制,基站端不可能實現(xiàn)無窮多的天線配置,在這種情況下,信道中的噪聲、信道估計誤差、信道間的非正交性以及由于統(tǒng)計信道引發(fā)的不確定性等因素相對于導(dǎo)頻污染來說都是不可被忽視的因素�，F(xiàn)有的基于無窮多天線情況下得到的導(dǎo)頻污染預(yù)編碼在基站天線有限的情況下并不適用,為使導(dǎo)頻污染預(yù)編碼技術(shù)更加實用化,論文綜合考慮了導(dǎo)頻污染及以上所有因素的影響,提出了一種適用于基站端天線數(shù)有限情況下,最大化系統(tǒng)整體性能的導(dǎo)頻污染預(yù)編碼方案。該方案可以在有限天線的情況下以有限的復(fù)雜度實現(xiàn)系統(tǒng)性能的有效提升,當(dāng)導(dǎo)頻污染比較嚴(yán)重時該方案尤為有效。
[Abstract]:With the increasing demand for mobile communication transmission, MassiveMIMO technology has become one of the key technologies of the fifth generation mobile communication due to its ability to increase the energy efficiency and spectrum efficiency of the system by several times. The multi-user Massive MIMO communication network is correspondingly also one of the key technologies in the fifth generation mobile communication. The performance of a multiuser Massive MIMO communication system is related to the number of orthogonal training pilots used for channel estimation in the system. Because the number of orthogonal training pilots in the system is limited by the channel coherence time, it can not meet the needs of a large number of users. Therefore, it is inevitable that user multiplexing training pilots will occur in the system, which will lead to inter-interference of inter-cell users. This kind of interference is called pilot pollution. The study shows that pilot pollution can not be eliminated by increasing the number of antennas at base station, so it becomes the main problem to limit the performance improvement of Massive MIMO system. This paper mainly studies two kinds of technologies to suppress pilot frequency pollution in multi-user Massive MIMO system-pilot allocation technology and pilot pollution precoding technique. The main work and innovation of this paper are summarized as follows: 1) A new scheme is proposed to take into account the whole system. Pilot assignment schemes for performance and fairness in the system. One is pilot allocation technology to improve the overall performance of the system. The other is pilot allocation technology to achieve fairness in the system. There are some shortcomings in the research of these two kinds of pilot allocation techniques: the optimization goal of pilot allocation scheme to improve the overall performance of the system is to maximize the system and speed. In order to improve the overall performance of the system, the fairness in the system is neglected, and the pilot allocation scheme, which focuses on the minimum user rate increase in the system, pays too much attention to the fairness in the system. The overall performance of the system is greatly weakened. In the research of the existing pilot allocation technology, almost none of the pilot allocation schemes can effectively balance the overall performance of the system and the fairness within the system. This paper presents a pilot allocation scheme which maximizes the overall performance of the system while taking into account the fairness of the system effectively. The pilot allocation optimization problem is constructed based on the optimization criterion of maximizing the user rate product in the system. By using UEBG (user switching method based on greedy strategy) and Min LeakagePen (a minimum leak method), we can reduce pilot pollution and realize the overall performance of the system and the fairness within the system effectively. 2) A new method based on the limited base station end is proposed. Pilot pollution precoding scheme that maximizes the overall performance of the system in the case of antennas. Because of the limitation of antenna size and configuration difficulty, it is impossible for the base station to realize infinite antenna configuration. In this case, the noise in the channel, the channel estimation error, The non-orthogonality between channels and the uncertainty caused by statistical channels are all important factors relative to pilot pollution. Where the base station antenna is limited, In order to make pilot pollution precoding technology more practical, this paper comprehensively considers the influence of pilot pollution and all the above factors, and proposes a new method which is suitable for the limited antenna number of base station. The pilot pollution precoding scheme, which maximizes the overall performance of the system, can effectively improve the system performance with limited complexity in the case of limited antennas, especially when the pilot pollution is serious.
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN919.3

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本文編號：1694716