大規(guī)模MIMO抗干擾若干技術(shù)的研究.pdf

1、近年來(lái)移動(dòng)通信快速發(fā)展，人們渴望越來(lái)越高的傳輸速率。多輸入多輸出(Multiple input Multiple output)技術(shù)可提高頻譜利用率而受到密切關(guān)注，但傳統(tǒng)的MIMO技術(shù)很難滿(mǎn)足未來(lái)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)呈指數(shù)趨勢(shì)上升的需求。2010年提出的大規(guī)模MIMO概念(Massive MIMO)，通過(guò)深度挖掘空間維度資源，可有效地實(shí)現(xiàn)超大容量，超高頻譜效率和超高能量效率，是目前研究熱點(diǎn)。但大規(guī)模MIMO由于其天線(xiàn)數(shù)目達(dá)幾十根甚至上百根，除延續(xù)一

2、般MIMO技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)以外，其抗干擾技術(shù)、大數(shù)據(jù)引入的計(jì)算復(fù)雜度、快速實(shí)現(xiàn)分布式處理算法及新應(yīng)用場(chǎng)景等問(wèn)題亟待研究，本文針對(duì)大規(guī)模MIMO的干擾消除技術(shù)進(jìn)行深入研究。
　　本文首先研究基于用戶(hù)調(diào)度的大規(guī)模MIMO聯(lián)合波束賦形算法，將具有相似協(xié)方差矩陣的用戶(hù)分配到同一組，使不同用戶(hù)組空間上相對(duì)獨(dú)立，達(dá)到不同用戶(hù)組間的干擾最小化;再采用ZF預(yù)編碼，減少組內(nèi)用戶(hù)間的信號(hào)干擾。通過(guò)兩階段的處理，設(shè)計(jì)出一種基于TDD大規(guī)模MIMO有效的聯(lián)合

3、波束賦形方案，可使每次服務(wù)的最大用戶(hù)數(shù)不受發(fā)射端天線(xiàn)數(shù)目的限制，達(dá)到有效地提升系統(tǒng)吞吐量。接著通過(guò)深入研究垂直空間維度，提出一種基于粒子群優(yōu)化的3D大規(guī)模MIMO波束賦形算法，針對(duì)每個(gè)用戶(hù)的下傾角和功率等相關(guān)參數(shù)，通過(guò)PSO(ParticleSwarm Optimization)優(yōu)化算法進(jìn)行優(yōu)化，仿真結(jié)果表明:由于針對(duì)每個(gè)用戶(hù)進(jìn)行波束賦形，所提出的算法達(dá)到更加精確的空域劃分，可有效地提升系統(tǒng)容量。最后，將干擾對(duì)齊與大規(guī)模MIMO技術(shù)融合

4、，提出一種基于天線(xiàn)選擇的大規(guī)模MIMO干擾對(duì)齊算法，選擇發(fā)、收端天線(xiàn)數(shù)目相等進(jìn)行信號(hào)傳送，通過(guò)激活特定的發(fā)射天線(xiàn)組合，利用改進(jìn)的低復(fù)雜度的分布式貪婪選擇算法，能夠有效地降低射頻鏈路的復(fù)雜度，同時(shí)，在發(fā)端設(shè)計(jì)有效的預(yù)編碼矩陣和接收端設(shè)計(jì)波束賦形矩陣進(jìn)行信號(hào)的干擾對(duì)齊，將來(lái)自其它用戶(hù)的干擾信號(hào)對(duì)齊在盡可能小的子空間內(nèi)，并利用大部分的空間自由度傳送有用信號(hào)。仿真結(jié)果表明:相比傳統(tǒng)的ZF預(yù)編碼算法，所提出的干擾對(duì)齊算法在較高信干比情況下可取得良