低量化比特在異構(gòu)網(wǎng)下信號(hào)檢測(cè)中的應(yīng)用.pdf

1、Massive MIMO技術(shù)是當(dāng)前5G研究的熱點(diǎn)之一，其在傳統(tǒng)MIMO的基礎(chǔ)上，在基站端部署大規(guī)模的天線，以提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率。但是成百上千根天線會(huì)給基站帶來(lái)巨大的功耗，海量的數(shù)據(jù)，以及高昂的成本，這是部署大規(guī)模天線時(shí)必須考慮的問(wèn)題。通過(guò)在基站端采用低量化比特的ADC，可以有效緩解這些問(wèn)題。
　　異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能滿足通信系統(tǒng)中不同用戶的服務(wù)質(zhì)量，是未來(lái)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)部署的重要形式，并且在LTE R10中正式引入了異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的概念。在M

2、assive MIMO系統(tǒng)中引入異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，宏小區(qū)范圍內(nèi)部署微基站，能滿足通信熱點(diǎn)或室內(nèi)用戶的通信需求，提供更高的服務(wù)質(zhì)量。本文采用了一種簡(jiǎn)化的基于Massive MIMO的異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型。
　　文章首先對(duì)Massive MIMO系統(tǒng)和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行了簡(jiǎn)要概述，并指出低比特量化在Massive MIMO應(yīng)用中的重要性。在采用1比特量化的單輸入單輸出系統(tǒng)中，分析此時(shí)的信道容量，然后擴(kuò)展到多用戶Massive MIMO系統(tǒng)中。分別對(duì)LS

3、信道估計(jì)方案和MRC接收機(jī)情景下的系統(tǒng)容量進(jìn)行了分析。比較了低比特量化下不同信噪比、天線數(shù)目對(duì)用戶可達(dá)速率的影響，說(shuō)明在采用大規(guī)模的天線陣列時(shí)，可以獲得較高的用戶速率。
　　為了獲取更好的檢測(cè)性能，本文對(duì)低量化比特接收機(jī)進(jìn)行了研究。首先比較了MRC接收機(jī)和ZF接收機(jī)。在低量化比特接收機(jī)中，貝葉斯檢測(cè)器是一種有效信號(hào)檢測(cè)方案，通過(guò)引入GAMP算法計(jì)算邊緣后驗(yàn)概率，將其用于低量化比特的信號(hào)檢測(cè)，可以有效地提高性能。但是基于GAMP算法

4、的貝葉斯檢測(cè)器需要進(jìn)行多個(gè)積分運(yùn)算，復(fù)雜度太高。另一種信號(hào)檢測(cè)算法來(lái)自于最大似然算法，利用凸優(yōu)化理論得到一種近似最大似然檢測(cè)方案。這種算法的迭代收斂的次數(shù)隨著基站天線數(shù)目的增多而減少。
　　在Massive MIMO異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)上行鏈路中，當(dāng)采用低量化比特ADC時(shí)，為了對(duì)本小區(qū)的目標(biāo)用戶和干擾用戶進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，提出了一種基于GAMP的聯(lián)合迭代檢測(cè)方案。通過(guò)檢測(cè)器和譯碼器之間軟信息的循環(huán)迭代的方式進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，可以有效地對(duì)信號(hào)和干擾進(jìn)行