大規(guī)模MIMO蜂窩網絡中導頻功率控制方法的研究.pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple-In Multiple-Out MIMO)技術作為第五代移動通信技術(5G)研究的關鍵技術之一已經成為當今無線通信研究熱點。大規(guī)模MIMO系統中基站配備有上百上千甚至更多個天線，且天線數目遠大于活動狀態(tài)的用戶數。當天線數目趨于無窮大時，大規(guī)模MIMO信道趨向于正交。如果要利用信道的正交性，則對基站端能夠獲取的準確的信道狀態(tài)信息的要求比較高。信道狀態(tài)信息則通過信道估計來獲取，目前基于導頻的信道估計應用

2、比較廣泛。由于多小區(qū)復用同一套正交導頻，必然存在導頻污染，從而使信道估計誤差增大。導頻功率控制方法在減輕導頻污染問題的方法中占有很重要的地位。目前導頻功率控制方法還存在著導頻占用時隙過長影響資源利用率的問題。
　　論文首先介紹了大規(guī)模MIMO系統模型，根據導頻的幀結構對基于導頻的信道估計進行了討論，其中針對插入導頻估計中典型的最小二乘(Least Square LS)信道估計和最小均方誤差(Minimum Mean Square

3、Error MMSE)信道估計和疊加導頻估計等幾種導頻估計方法進行了研究。并且進行了導頻污染的分析。
　　接著，論文討論了大規(guī)模MIMO蜂窩網絡中導頻功率控制方法，針對在能夠消除相鄰小區(qū)的導頻污染的同時導頻占用時隙長度過長帶來的資源利用率低的問題，對蜂窩網絡中導頻功率控制方法進行了研究和改進。改進的方法將蜂窩網絡重新分為同類小區(qū)不相鄰的三類，然后將導頻時隙分成不重疊的三個時隙，在一個時隙內只有相同類小區(qū)用戶發(fā)送導頻。經過理論推導和

4、仿真證明該改進的方法能夠在消除導頻干擾的同時減小導頻占用時隙長度，提高了資源利用率。
　　為了進一步提高資源利用率這一指標，論文在蜂窩網絡中導頻功率控制改進方法的討論基礎上對疊加導頻估計進行了研究和改進。在蜂窩網絡中改變導頻傳輸幀結構，將導頻疊加到信息數據上一起發(fā)送，同時對導頻部分進行功率控制。經過理論推導和仿真證明所提方法在低信噪比的情況下，基于疊加導頻的導頻功率控制改進方法在信道估計誤差和資源利用率兩方面性能比改進的基于插入導