發(fā)布時間：2020-06-11 20:24

【摘要】：因為大規(guī)模多輸入多輸出(Massive MIMO)的諸多優(yōu)點,使得大規(guī)模MIMO成為非常引人注目的無線技術,也是第五代(5G)系統(tǒng)的關鍵組成部分。大規(guī)模MIMO提供的能效和可擴展性可以滿足5G的需求,并且在實際實施中變得更加成熟。第四代(4G)長期演進先進(LTEadvance)系統(tǒng)旨在為移動速度在0-15 km h范圍內的用戶提供最優(yōu)的服務,為移動速度在15-120 km h的用戶提供較高質量的服務,當速度在120-350 km h時僅能滿足基本的功能。主要針對低或中等移動性的用戶開發(fā)的現(xiàn)有技術不能應用于速度高達500km h或更高的高移動性場景以滿足用戶的需求,因為無線終端的快速移動將嚴重降低系統(tǒng)性能并且可能導致系統(tǒng)不起作用。本文主要探究在高移動性環(huán)境中,大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中多普勒頻移引入的載波頻率偏移(CFO)會嚴重降低系統(tǒng)性能。在用于CFO和信道估計的傳統(tǒng)幀結構中使用的正交導頻序列隨著用戶數(shù)量的增加而引起較大的導頻資源消耗,導致可實現(xiàn)吞吐量較低。于是本文提出CFO和具有半正交導頻序列的上行鏈路信道估計方案,該方案致力于提高多用戶大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)中可實現(xiàn)的吞吐量。具有半正交導頻序列幀結構是由實時傳輸?shù)臄?shù)據(jù)和導頻序列組成。在所提出的方案中,采用連續(xù)干擾消除(SIC)來區(qū)分數(shù)據(jù)和導頻序列。從仿真結果分析可以得出,在高移動性環(huán)境中,與使用正交導頻序列的傳統(tǒng)幀結構方案相比,本文提出的半正交導頻序列估計方案可以提高吞吐量。
【圖文】：

圖 2.1 大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)基站中部分天線配置和部署方案空分復用是大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)發(fā)展的基石，基站中上行鏈路和下行鏈路的通信質量通常由空分復用的復用效果決定，所以基站性能是大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)發(fā)展的決定性因素。從以往研究中可以得出的結論是在上行鏈路中，終端根據(jù)基站獲取的導頻來實現(xiàn)彼此的通信，當然這種通過終端來發(fā)送導頻的方式的技術已經比較成熟，實現(xiàn)起來還算簡單。比較有挑戰(zhàn)性的是在下行鏈路的 4G 系統(tǒng)中，我們的基站是利用傳統(tǒng)的 MIMO 技術來發(fā)送導頻。自治的用戶終端接收到基站發(fā)出的導頻，并對該導頻進行信道響應估計和量化，并將結果反饋到基站中，下行鏈路就是通過同樣的方式處理接收到的導頻信號。在傳統(tǒng)的 LTE 系統(tǒng)中實施的方案在大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)中實施卻存在巨大的困難。首先我們需要面對的挑戰(zhàn)是獲得理想的下行鏈路導頻，而這下行鏈路的理想導頻需在天線間是正交的。這種天線間的正交表明天線數(shù)量是根據(jù)下行鏈路所需要的時頻資源變化，而我們提出的大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)中天線數(shù)量是用戶終端的十倍之多，這就意味著這比傳統(tǒng)方案的使用更多的資源。其次面對的挑戰(zhàn)是天線數(shù)量的激增會使得終端估計的信道響應也會激增，這意味著終端要做很多無效的操作，反而降低通信

2.1.2 大規(guī)模 MIMO 技術的發(fā)展前景雖然大規(guī)模 MIMO 技術依賴于相干相位，但是可以通過復雜度較低的方式處理所有基站的天線的信號。 大規(guī)模 MU-MIMO 系統(tǒng)的具有以下優(yōu)點：（1）大規(guī)模 MIMO 與傳統(tǒng)的 MIMO 相比，容量提升十倍以上，并且輻射的能源效高的更多，大約是傳統(tǒng) MIMO 的百倍之多，這種提升是依賴于大規(guī)模 MIMO 中空分復用中，，使得能量效率顯著提高的方案是在大量天線的情況下發(fā)送的能量可以非常清晰地聚圖 2.2 中的小區(qū)域。 基礎物理學中表明：波在傳輸過程中是持續(xù)疊加的。適當對天線發(fā)信號波形進行調整和優(yōu)化，基站可以確保終端在收到信號之前，基站天線所發(fā)出的信號過可控的干擾處理過的信號。我們可以通過迫零（ZF）接收機來處理由于隨機噪聲引起題，抑制各終端信號之間的干擾。當然，這樣的代價是可能需要更大的傳輸功率，如圖示。
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 任騰飛;李艷萍;郝喜國;;OFDM系統(tǒng)中最優(yōu)導頻序列的設計方案[J];科學技術與工程;2015年29期

2 王毅;馬鵬閣;黃開枝;李春國;黃永明;楊綠溪;;導頻序列長度對多用戶大規(guī)模MIMO FDD系統(tǒng)速率的性能影響及優(yōu)化[J];通信學報;2018年07期

3 張書暢;張仁遲;;大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)中的導頻污染降低策略[J];科學技術與工程;2017年18期

4 康瑞;徐超雄;王俊;徐洪波;;基于特殊導頻序列的多用戶OFDM系統(tǒng)中的頻偏和信道聯(lián)合估計[J];電子測量技術;2007年10期

5 謝澤東;陳西宏;胡鄧華;劉強;張群;;基于低峰均比最優(yōu)導頻序列的MIMO-OFDM信道估計[J];電訊技術;2014年03期

6 孫文博;景曉軍;;TD-SCDMA系統(tǒng)頻偏估計的研究[J];通信技術;2010年08期

7 劉傳勇;謝文武;章平;劉守印;;估計誤差對天線選擇系統(tǒng)性能影響分析[J];無線通信技術;2007年03期

8 曹海燕;馮瑞瑞;方昕;王秀敏;許方敏;;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于能效最大化的資源聯(lián)合優(yōu)化算法[J];電信科學;2017年12期

9 王晗;汪晉寬;;基于IEEE802.11a標準協(xié)議的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計[J];東北大學學報(自然科學版);2008年07期

10 胡瑞超;王炳和;林煥楠;;一種基于用戶優(yōu)先級的大規(guī)模MIMO導頻分配方案[J];激光雜志;2017年07期

相關會議論文 前2條

1 周先軍;胡修林;張?zhí)N玉;;基于有噪模板的超寬帶快速捕獲算法[A];2005年全國超寬帶無線通信技術學術會議論文集[C];2005年

2 許鋒;趙東峰;李道本;;基于LS碼的多天線CDMA系統(tǒng)上行信道估計[A];2007北京地區(qū)高校研究生學術交流會通信與信息技術會議論文集（下冊）[C];2008年

相關博士學位論文 前6條

1 胡蝶;MIMO OFDM系統(tǒng)中信道估計及最優(yōu)導頻序列設計的研究[D];東南大學;2006年

2 井雅;正交頻分復用無線通信系統(tǒng)中信道估計技術研究[D];東南大學;2006年

3 王晗;適用于MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計的最優(yōu)導頻序列設計的研究[D];東北大學;2008年

4 林成浴;移動寬帶MIMO-OFDM通信系統(tǒng)信道估計技術的研究[D];上海交通大學;2009年

5 韓湘;多天線系統(tǒng)中的信道估計與信號檢測技術研究[D];國防科學技術大學;2007年

6 謝信乾;協(xié)作中繼網絡中信道信息獲取方法研究[D];北京郵電大學;2015年

相關碩士學位論文 前10條

1 李鑫;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的CFO估計方法及其在5G中的應用[D];南京郵電大學;2019年

2 郭珊;基于免信令傳輸機制的上行SCMA系統(tǒng)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2019年

3 徐碩;OFDM系統(tǒng)中最優(yōu)導頻序列設計的研究[D];東北大學;2012年

4 劉繼恩;適用于OFDM系統(tǒng)快衰落時變信道的最優(yōu)導頻序列研究[D];東北大學;2013年

5 趙妍;CR-OFDM系統(tǒng)中最優(yōu)導頻序列設計的研究[D];東北大學;2014年

6 譚萍;基于最優(yōu)導頻序列的MIMO-OFDM系統(tǒng)信道估計研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2012年

7 任騰飛;OFDM系統(tǒng)中導頻序列的優(yōu)化研究與應用[D];太原理工大學;2016年

8 胡寅龍;基于互補碼CDMA系統(tǒng)的性能分析及信道估計技術研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2013年

9 向斌;低信噪比環(huán)境下SC_FDE系統(tǒng)中信道估計的研究[D];北京郵電大學;2016年

10 薛s顂

本文編號：2708408