大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于導(dǎo)頻分配與預(yù)編碼的導(dǎo)頻污染減輕方法研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO(Massive multiple-input multiple-output)，作為5G中的關(guān)鍵技術(shù)之一，近幾年吸引了業(yè)界廣泛關(guān)注。由于基站端配置了大規(guī)模天線陣列，可以同時(shí)為多用戶提供通信服務(wù)，極大提升了能量效率和系統(tǒng)容量，但系統(tǒng)上行鏈路相鄰小區(qū)用戶的導(dǎo)頻復(fù)用會(huì)產(chǎn)生導(dǎo)頻污染，造成信道估計(jì)誤差，進(jìn)而影響下行鏈路預(yù)編碼的性能。因此，本文針對(duì)大規(guī)模MIMO多小區(qū)多用戶系統(tǒng)，研究導(dǎo)頻污染減輕的實(shí)現(xiàn)方法及對(duì)系統(tǒng)性能的提升。論文首先

2、介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的研究背景、三種關(guān)鍵技術(shù)以及導(dǎo)頻污染問題。其次分別從導(dǎo)頻分配方法及預(yù)編碼方法兩個(gè)不同方面重點(diǎn)研究了導(dǎo)頻污染減輕的方法，采用有效的導(dǎo)頻分配方法以及低復(fù)雜度預(yù)編碼方法，減輕導(dǎo)頻污染影響，以提高系統(tǒng)整體性能。論文主要研究?jī)?nèi)容有:
　　(1)研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中產(chǎn)生導(dǎo)頻污染的原因，對(duì)基于TDD方式的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，從上行鏈路及下行鏈路兩個(gè)方面分析導(dǎo)頻污染問題對(duì)系統(tǒng)可達(dá)速率產(chǎn)生的影響，并對(duì)導(dǎo)頻污染減輕方法的研

3、究現(xiàn)狀進(jìn)行對(duì)比分析和總結(jié)。
　　(2)針對(duì)傳統(tǒng)按用戶分配導(dǎo)頻方法時(shí)導(dǎo)頻開銷過大問題，引入按小區(qū)分配導(dǎo)頻方法，提出一種基于小區(qū)的導(dǎo)頻分配并結(jié)合用戶分組的方法，用于減輕導(dǎo)頻污染的影響。上行鏈路中，不同小區(qū)使用相互正交的導(dǎo)頻序列，消除了小區(qū)間的干擾。小區(qū)內(nèi)用戶采用相同導(dǎo)頻，人為引入了小區(qū)內(nèi)干擾。再按照小區(qū)內(nèi)導(dǎo)頻污染程度將其用戶分割成中間用戶組及邊沿用戶組，中間用戶組由于導(dǎo)頻污染較輕使用同一導(dǎo)頻，受導(dǎo)頻污染影響嚴(yán)重的邊沿用戶組重新分配正交

4、導(dǎo)頻。采用上行鏈路信干噪比和系統(tǒng)可達(dá)速率作為衡量所提導(dǎo)頻分配方法有效性指標(biāo)，仿真分析了不同基站天線數(shù)和信噪比下導(dǎo)頻分配方法的性能。
　　(3)針對(duì)規(guī)則化迫零RZF預(yù)編碼方法的高復(fù)雜度問題，引入截?cái)喽囗?xiàng)式TPE預(yù)編碼算法，通過分析ZF、RZF、TPE三種預(yù)編碼方法的性能，提出一種cell-TPE的導(dǎo)頻污染預(yù)編碼方法，用于減輕導(dǎo)頻污染的影響。結(jié)合論文前面基于小區(qū)定義的導(dǎo)頻分配方法，當(dāng)基站天線數(shù)趨于無窮時(shí)，在下行鏈路傳輸中采用合適的TP