本文關鍵詞：大規(guī)模天線系統(tǒng)中信道估計方法及性能的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人們迫切需要一個高速率的無線通信系統(tǒng)來滿足各種應用需求。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)因其具有較高的頻譜效率而成為一種最具有前途的技術。理論上已經(jīng)證明:在信道狀態(tài)信息(CSI)已知的情況下,大規(guī)模MIMO系統(tǒng)利用簡單的信號處理技術就可以提供較高的總輸出,然而,如果CSI未知,系統(tǒng)性能將會被極大地削弱。因此,信道估計的準確性對系統(tǒng)的通信質量有重要的影響。傳統(tǒng)上利用基于訓練的信道估計方法來獲取信道信息。并且,已經(jīng)證明該方法的準確性依賴于訓練序列。通常,正交訓練序列能夠提供高質量的估計。然而,對多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)來說,這種正交性消耗大量的資源。所以,人們不得不去考慮非正交訓練序列。第一,論文主要針對非正交訓練序列。假設系統(tǒng)有L個小區(qū),每個小區(qū)有一個裝備有M根天線的基站(BS)和K個單天線用戶。論文在訓練序列的總能量給定的條件下推導出了MMSE信道估計誤差的方差的解析公式和它的下界。此外,論文提出了一種可以提高MMSE信道估計性能的非正交訓練序列的設計準則。結果表明:如果訓練序列的總能量固定,正交訓練序列是最優(yōu)的。這時,再繼續(xù)增加訓練次數(shù)并不能提高MMSE估計的性能。當訓練次數(shù)小于小區(qū)的數(shù)目時,無論訓練序列如何設計或者增大信噪比,MMSE估計誤差都大于零,產生錯誤層(error floor)。根據(jù)以上設計準則,應該盡量使訓練序列之間的相關性越弱。這時,訓練序列的設計應該在Grassmann流形擺點上進行。最后,仿真驗證了以上結論。第二,對于所考慮的系統(tǒng),論文分析了導頻污染對系統(tǒng)性能的影響。論文給出系統(tǒng)成對錯誤概率的公式。該公式分析引起錯誤層的主要原因是發(fā)送信號的“中心翻轉”。也就是說,經(jīng)過MMSE信道估計和解碼操作后,接收信號的中心遠離發(fā)送信號并落在錯誤區(qū)域內。而且,信噪比(SNR)越大,中心偏移的就越厲害。同時,證明了“中心偏轉”的概率恰好是我們所說的錯誤層。第三,論文介紹了系統(tǒng)的一個等價發(fā)送接收方程。基于該方程,論文定義了“系統(tǒng)指標數(shù)”,并且推導出系統(tǒng)性能依賴于這些參數(shù)的結論。事實上,這些參數(shù)越大,系統(tǒng)性能越好。進一步說,在“系統(tǒng)指標數(shù)”都大于零的情況下,即使訓練符號重復使用,當天線數(shù)M增大至無窮,系統(tǒng)錯誤層就會消失。以上這些結果同樣都得到仿真驗證。
【關鍵詞】：大規(guī)模MIMO 訓練序列 信道估計 錯誤概率 錯誤層
【學位授予單位】：杭州電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 引言10-11
• 1.2 課題研究意義和前景11-16
• 1.2.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的研究意義和面臨的挑戰(zhàn)11-13
• 1.2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的研究前景13-14
• 1.2.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中信道估計的現(xiàn)狀和前景14-16
• 1.3 主要研究成果16
• 1.4 論文的章節(jié)安排16-18
• 第二章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的信道估計方法18-30
• 2.1 引言18-19
• 2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的信道模型19-24
• 2.2.1 路徑損耗和衰落19-22
• 2.2.2 導頻污染22-24
• 2.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于訓練的信道估計24-29
• 2.3.1 極大似然（ML）信道估計25-26
• 2.3.2 最小二乘（LS）及其變形下的信道估計26-27
• 2.3.3 線性最小均方誤差（MMSE）及其變形下的信道估計27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中非正交導頻序列設計的研究30-40
• 3.1 引言30-31
• 3.2 信道估計的系統(tǒng)模型31
• 3.3 MMSE信道估計方法的性能分析31-33
• 3.4 非正交訓練序列的設計準則33-34
• 3.5 非正交訓練序列的設計方法34-35
• 3.6 仿真結果35-36
• 3.7 本章小結36-37
• 3.8 附錄37-40
• 第四章 帶有導頻污染的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的性能分析40-60
• 4.1 引言40
• 4.2 系統(tǒng)模型和MMSE信道估計40-42
• 4.3 MMSE解碼42-43
• 4.4 成對錯誤概率和錯誤層分析43-49
• 4.4.1 成對錯誤概率分析43-46
• 4.4.2 錯誤層(error floor)分析46-49
• 4.5 系統(tǒng)的一個等價模型及系統(tǒng)參數(shù)49-54
• 4.5.1 等價模型49-51
• 4.5.2 系統(tǒng)參數(shù)的定義及意義51-54
• 4.6 仿真結果54-57
• 4.7 本章小結57
• 4.8 附錄57-60
• 第五章 總結和展望60-62
• 5.1 全文工作總結60
• 5.2 研究工作展望60-62
• 致謝62-63
• 參考文獻63-67
• 附錄67

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳佑紅;張科峰;;基于短訓練序列的符號同步改進算法及其實現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術;2012年11期

2 林韻,肖自美;矢量量化器的典型訓練序列方法[J];中山大學學報(自然科學版);1993年04期

3 杜茂森;吉華芳;;幾種訓練序列相關性能分析[J];信息安全與通信保密;2006年02期

4 羅仁澤;高，

本文編號：437280