基于PARAFAC模型的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道估計方法研究.pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)作為第五代移動通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一，通過增加天線維度解決了頻譜利用率低、功率效率低以及傳輸可靠性差的問題。收發(fā)天線數(shù)的增加，導致信道矩陣維度增加，從而使信道估計具有較高的計算復雜度?；趯ьl的信道估計算法雖然能夠提高信道估計性能，但此方法存在導頻污染的問題，會降低信道估計精度和系統(tǒng)性能，同時由于導頻占用系統(tǒng)資源，對傳輸性能有較大影響。研究如何降低計算復雜度的同時，盡可能的減小導頻污染的影響成為學者們研

2、究的重點內(nèi)容。
　　本論文著眼解決這些問題，展開了基于平行因子分解(Parallel Factor，PAAFAC)的單小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道估計相關(guān)研究，其主要內(nèi)容概括如下:
　　1.以提高大規(guī)模MIMO信道估計算法精度，降低導頻開銷為出發(fā)點，提出以PARAFAC模型為主導的信道估計方案。所提方案以調(diào)制信號的恒模結(jié)構(gòu)特性為約束，構(gòu)造出具有恒模約束的PARAFAC模型（CM-PARAFAC模型），理論分析證明所提方法在加載

3、矩陣含有列相關(guān)的情況下，依然可以在松弛的唯一性條件下，實現(xiàn)信道辨識和信號檢測。仿真結(jié)果表明:其信道估計的的性能略優(yōu)于基于PARAFAC模型的方法;但相對于非盲的估計方法而言，可在利用較少導頻的情況下，達到更高性能的估計效果。
　　2.為降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)由于高維數(shù)據(jù)處理導致的信道估計的復雜度，本文將稀疏理論與PARAFAC模型相結(jié)合，提出了一種基于壓縮PARAFAC模型，并應用于多用戶聯(lián)合信道估計。該方法的思想是將物理信道描述

4、為稀疏信道，并基于此構(gòu)造低維度的平行因子分解模型，從而降低運算復雜度并加速收斂。仿真結(jié)果驗證了本文所提方法充分利用無線通信系統(tǒng)中的空、時、頻多域信息，在低運算復雜度情況下，僅需為數(shù)較少的導頻信息，即可得到多個用戶的信號矩陣、信道矩陣的估計值，且估計精度接近未經(jīng)壓縮的基于PARAFAC模型的信道估計算法，相比導頻的估計方法有大幅的的提升。
　　3.提出了投影正則交替最小二乘(Proj ection-Regular alternati