發(fā)布時間：2017-04-27 05:09

  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO導(dǎo)頻污染問題研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：MIMO(Multiple Input Multiple Output)技術(shù)是保證功率有效性基礎(chǔ)下可以極大提高頻譜效率的關(guān)鍵技術(shù)。在目前4G系統(tǒng)中,MU-MIMO(Multi-User MIMO)和協(xié)作MU-MIMO受限于信道信息獲取和基站間信息交互的瓶頸,影響了頻譜和功率效率的提升。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)在基站側(cè)配置足夠多的天線,在同一時頻資源上為多個用戶服務(wù)。隨著基站天線個數(shù)趨于無窮大,多用戶信道趨于正交,高斯噪聲以及互不相關(guān)的小區(qū)間干擾消失,用戶發(fā)送功率可以任意低,單個用戶的容量僅受限于其它小區(qū)中采用相同導(dǎo)頻序列的用戶干擾(即導(dǎo)頻污染,Pilot Contamination)。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,隨著基站天線數(shù)的增加,導(dǎo)頻污染成為限制大規(guī)模MIMO系統(tǒng)容量的主要因素。這是系統(tǒng)設(shè)計最嚴峻的挑戰(zhàn)。一方面,導(dǎo)頻污染降低了上行信道估計的精確度,從而影響了下行預(yù)編碼的性能。另一方面,實際系統(tǒng)中,基站天線個數(shù)不可能無限增加,相鄰小區(qū),特別是小區(qū)邊界用戶的干擾,也極大地限制了系統(tǒng)性能。本文利用不同場景下導(dǎo)頻的特點,提出新的導(dǎo)頻設(shè)計及導(dǎo)頻分配方案來提升大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的性能。主要的工作和成果如下:1)分析導(dǎo)頻污染原因,相鄰小區(qū)用戶導(dǎo)頻復(fù)用使得采用同一組導(dǎo)頻的信號彼此干擾,干擾同質(zhì),無法區(qū)分。本文提出了一種基于偽隨機碼的導(dǎo)頻設(shè)計方案,通過分配不同相位偽隨機序列給不同的小區(qū)用戶導(dǎo)頻進行加擾,使得相鄰小區(qū)用戶采用的同一組導(dǎo)頻產(chǎn)生一定的非相關(guān)性,從而抑制了導(dǎo)頻污染。本文還推導(dǎo)了導(dǎo)頻設(shè)計方案下期望信道估計均方誤差公式,分析了提出的導(dǎo)頻設(shè)計方案對信道估計均方誤差性能的影響。數(shù)值仿真結(jié)果表明,基于偽隨機序列的導(dǎo)頻設(shè)計方案復(fù)雜度很低,并且能有效提高系統(tǒng)下行傳輸容量,大幅降低導(dǎo)頻污染的影響。2)分析系統(tǒng)下行信號干擾噪聲比公式,當(dāng)基站天線數(shù)趨于無窮大時,影響系統(tǒng)下行鏈路性能的主要因素是信道的大尺度衰落。針對不同用戶與基站之間的大尺度衰落系數(shù)不同以及相鄰小區(qū)邊界用戶干擾強于其他用戶的特點,在所有小區(qū)用戶復(fù)用同一組正交導(dǎo)頻的情況下,提出了一種基于信號干擾強度差的動態(tài)導(dǎo)頻分配算法,理論分析結(jié)果表明,該導(dǎo)頻分配算法能使系統(tǒng)下行平均信號干擾噪聲比趨于最優(yōu)。此外,在導(dǎo)頻資源充裕的前提下研究了該導(dǎo)頻設(shè)計算法在存在額外正交導(dǎo)頻組時所能帶來的增益。數(shù)值仿真結(jié)果表明,本文所提的動態(tài)導(dǎo)頻分配能有效提升大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下行鏈路的性能。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 導(dǎo)頻污染 偽隨機碼 導(dǎo)頻設(shè)計 導(dǎo)頻分配
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 無線移動通信的演進10-11
• 1.2 無線通信MIMO技術(shù)的發(fā)展背景及意義11-12
• 1.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)導(dǎo)頻污染研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 基于信道估計的導(dǎo)頻污染研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 基于預(yù)編碼技術(shù)的導(dǎo)頻污染研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 基于導(dǎo)頻設(shè)計的導(dǎo)頻污染研究現(xiàn)狀15
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排15-17
• 第2章 大規(guī)模MIMO信道估計及導(dǎo)頻污染概述17-28
• 2.1 信道狀態(tài)信息的獲取17-20
• 2.1.1 瞬時信道狀態(tài)信息17-18
• 2.1.2 統(tǒng)計信道狀態(tài)信息18-19
• 2.1.3 基于MMSE的信道估計技術(shù)19-20
• 2.2 預(yù)編碼技術(shù)20-23
• 2.2.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)20-21
• 2.2.2 基于ZF的預(yù)編碼技術(shù)21-23
• 2.3 導(dǎo)頻污染23-26
• 2.3.1 導(dǎo)頻污染產(chǎn)生的原因分析23-24
• 2.3.2 導(dǎo)頻污染的影響因素分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 第3章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于偽隨機碼的導(dǎo)頻設(shè)計28-41
• 3.1 通信系統(tǒng)模型28-30
• 3.1.1 上行鏈路28-29
• 3.1.2 下行鏈路29-30
• 3.2 導(dǎo)頻設(shè)計方案30-35
• 3.2.1 偽隨機碼簡介30-31
• 3.2.2 基于偽隨機碼的導(dǎo)頻設(shè)計31-35
• 3.3 基于信道估計MSE的性能分析35-37
• 3.4 仿真結(jié)果與分析37-40
• 3.5 本章小結(jié)40-41
• 第4章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中動態(tài)導(dǎo)頻分配41-55
• 4.1 通信系統(tǒng)模型41-43
• 4.1.2 上行鏈路42
• 4.1.3 下行鏈路42-43
• 4.2 導(dǎo)頻分配43-50
• 4.2.1 導(dǎo)頻分配方案44-48
• 4.2.2 性能分析48-49
• 4.2.3 基于額外正交導(dǎo)頻組的導(dǎo)頻分配49-50
• 4.3 仿真結(jié)果與分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 第5章 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 全文總結(jié)55-56
• 5.2 未來展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻58-63
• 附錄63

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