TDD系統(tǒng)中大規(guī)模MIMO導(dǎo)頻污染削弱技術(shù)研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO是5G中的關(guān)鍵技術(shù)，其陣列天線增益，能在同一時頻資源下支持大量的數(shù)據(jù)流，成倍的提高系統(tǒng)容量和傳輸速率，已經(jīng)成為了當(dāng)今通信領(lǐng)域研究的熱點。在TDD系統(tǒng)的大規(guī)模MIMO中因為上下行鏈路具有互易性，基站端只要獲得上行預(yù)編碼矩陣，下行就可以利用轉(zhuǎn)置后的預(yù)編碼矩陣進(jìn)行傳輸?；咎幚矸奖?，并且能充分利用大規(guī)模 MIMO的天線增益，提高系統(tǒng)頻譜效率和能效。但是，因為導(dǎo)頻序列有限，基站對目標(biāo)用戶進(jìn)行導(dǎo)頻估計的時候，就會受到相鄰小區(qū)用戶的干

2、擾，出現(xiàn)導(dǎo)頻污染問題，并且導(dǎo)頻污染并不會隨著基站天線的增加而降低，這嚴(yán)重限制了大規(guī)模 MIMO多天線的性能。因此，本文從大規(guī)模MIMO TDD系統(tǒng)的概念和傳輸模式，分析多小區(qū)導(dǎo)頻污染的原因，然后通過多小區(qū)復(fù)用不同的導(dǎo)頻，來研究導(dǎo)頻污染問題，最后提出改進(jìn)的方案和調(diào)度流程，對導(dǎo)頻污染進(jìn)行分析驗證。主要工作如下：
　　首先，介紹課題的研究背景，對大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)中導(dǎo)頻污染問題的研究現(xiàn)狀進(jìn)行歸類總結(jié)，給出本文的研究意義和研究內(nèi)容；從

3、MIMO信道模型、信道容量和天線間的相關(guān)性進(jìn)行分析，介紹大規(guī)模 MIMO的基本模型和傳輸原理。分析討論常用的用于信道檢測的線性預(yù)編碼，并對檢測性能進(jìn)行仿真分析。
　　然后，論文對TDD系統(tǒng)的傳輸模式和導(dǎo)頻幀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了介紹，引出了大規(guī)模MIMO TDD系統(tǒng)中的導(dǎo)頻污染問題。詳細(xì)分析了導(dǎo)頻污染的原因、導(dǎo)頻污染對大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)性能的影響，并進(jìn)行仿真驗證。結(jié)果表明，存在導(dǎo)頻污染的多小區(qū)系統(tǒng)，系統(tǒng)的可達(dá)和速率并不會隨著天線數(shù)的增加而提

4、高，僅取決于小區(qū)間的交叉增益值，交叉增益值越大，導(dǎo)頻污染越嚴(yán)重?；趯?dǎo)頻污染的分析，提出了多小區(qū)的導(dǎo)頻復(fù)用方案，通過多小區(qū)復(fù)用不同的導(dǎo)頻，對系統(tǒng)的能量效率進(jìn)行分析。仿真表明高的導(dǎo)頻復(fù)用因子可以提高系統(tǒng)的能量效率，進(jìn)而提高系統(tǒng)的和速率，減輕了導(dǎo)頻污染，但前提條件是犧牲多的導(dǎo)頻資源。
　　最后，論文基于導(dǎo)頻的功率控制提出了改進(jìn)的系統(tǒng)模型和導(dǎo)頻調(diào)度方案。通過對小區(qū)用戶的界定，將容易受到導(dǎo)頻干擾的邊緣用戶進(jìn)行導(dǎo)頻的調(diào)度，從而避開了同時使用