大規(guī)模無(wú)線MIMO系統(tǒng)的上行鏈路傳輸技術(shù)研究.pdf

1、大規(guī)模無(wú)線多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)作為第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G，5th Generation Mobile Communication System)關(guān)鍵技術(shù)，可以顯著地提高系統(tǒng)容量，是目前無(wú)線通信領(lǐng)域研究熱點(diǎn)之一。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，由于信道矩陣維度的明顯增加，基站端聯(lián)合數(shù)據(jù)處理會(huì)越來(lái)越復(fù)雜。因此，本文重點(diǎn)研究了大規(guī)模MIMO無(wú)線通信系統(tǒng)上行鏈路通信的復(fù)雜度降低技術(shù)。<

2、br>　　首先，我們介紹了本論文研究背景，分析了大規(guī)模無(wú)線MIMO通信技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)，從而引出本論文研究?jī)?nèi)容。
　　基于大規(guī)模MIMO的多小區(qū)多用戶(hù)蜂窩系統(tǒng)模型，論文分析了理想信道下的上行基站接收機(jī)，包括匹配濾波(MF，Match Filter)、迫零、最小均方誤差（MMSE，Minimum Mean-Squared Error）接收機(jī)。同時(shí)，論文介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的上行Turbo迭代接收機(jī)原理。仿真結(jié)果表明，在大

3、規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，當(dāng)基站已知用戶(hù)上行通信的完全信道狀態(tài)信息時(shí)，用戶(hù)只需較低的發(fā)送功率，使用簡(jiǎn)單的接收機(jī)就可以得到較好的性能。
　　在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，最嚴(yán)重的問(wèn)題之一就是導(dǎo)頻污染，因此論文研究了存在導(dǎo)頻污染時(shí)，多小區(qū)多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的上行Turbo迭代接收機(jī)性能，主要包括以下幾個(gè)方面:(1)在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下，引入了基于MMSE濾波器的迭代軟干擾抵消(ISDIC，Iterative Soft DecisionIn

4、terference Cancellation)算法;(2)考慮到算法復(fù)雜度，論文給出了兩種避免矩陣求逆的迭代軟輸入軟輸出(SISO，Soft Input Soft Output)檢測(cè):基于多項(xiàng)式展開(kāi)(PELD，Polynomial ExpansionLinear Detector)的軟干擾抵消算法和基于奇異值分解的SISO檢測(cè)器;(3)基于MF的迭代接收機(jī)作為PELD-SISO的特例給出。仿真結(jié)果表明，在基站端，如果不做迭代接收，可采

5、用PELD檢測(cè)，因?yàn)橄啾萂F，PELD可獲得較大性能增益;如果做迭代接收，MF-ISDIC可達(dá)到MMSE-ISDIC的性能。總之，對(duì)于大規(guī)模MIMO，應(yīng)盡量避免采用需要矩陣求逆的MMSE迭代接收機(jī)。
　　論文還研究了大規(guī)模分布式天線系統(tǒng)（DAS，Distributed Antenna System）的上行多址通信復(fù)雜度降低方法?；诖笠?guī)模DAS的單小區(qū)多用戶(hù)系統(tǒng)模型，論文介紹了一種簡(jiǎn)單的隨機(jī)導(dǎo)頻復(fù)用方案來(lái)降低系統(tǒng)的導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)，并在理