Massive MIMO系統(tǒng)信道估計與檢測技術(shù)研究.pdf

1、Massive MIMO(Multiple-input Multiple-output)在可靠性、頻譜效率、能量效率及信道容量等方面均能夠帶來顯著的性能提升，并被公認(rèn)為未來第5代(5G)移動通信系統(tǒng)的核心技術(shù)之一。由于在基站(Base station，BS)端進(jìn)行前向預(yù)編碼和反向檢測時均需要利用信道狀態(tài)信息，因此，信道估計結(jié)果的質(zhì)量將直接影響整個通信系統(tǒng)的性能。同時，由于在Massive MIMO系統(tǒng)中，BS端將配置大規(guī)模的天線，信號處

2、理算法的計算復(fù)雜度也將成為決定其是否具有可行性的關(guān)鍵因素。因此，如何以較低的計算復(fù)雜度獲取精度較高的信道估計結(jié)果及信號檢測結(jié)果，對Massive MIMO系統(tǒng)而言將是至關(guān)重要的。本文主要對Massive MIMO系統(tǒng)中的信道估計技術(shù)和信號檢測技術(shù)進(jìn)行研究。
　　基于導(dǎo)頻的線性信道估計算法需要用戶發(fā)送大量的導(dǎo)頻信號，該類算法具有較低的頻譜利用率且其性能受到導(dǎo)頻污染的嚴(yán)重限制。文中首先推導(dǎo)出一種對模糊矩陣進(jìn)行迭代計算的方法，然后利用F

3、RRH(Fast Recursive Row-Householder)子空間跟蹤算法降低接收信號自相關(guān)矩陣的信號子空間估計過程的計算量，最后給出了一種基于FRRH的半盲信道估計算法。通過將文中所給算法的計算量和基于EVD或SVD的半盲信道估計算法的計算量進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)文中所給算法顯著減少了半盲信道算法的計算量。仿真實驗表明，文中所給的基于FRRH的半盲信道估計算法具有較好的收斂性能，在較低的樣本數(shù)目時即可達(dá)到收斂。所給算法能夠取得好于L

4、S信道估計算法及基于EVD的半盲信道估計算法的估計性能，并且和基于SVD的半盲信道估計算法基本相當(dāng)。同時，所給算法能有效地減輕導(dǎo)頻污染對估計性能的影響。
　　針對Massive MIMO系統(tǒng)中的信號檢測技術(shù)，文中主要對MRC、ZF和MMSE這三種線性的檢測算法進(jìn)行研究，并針對每種檢測算法給出了小區(qū)中每個用戶可達(dá)上行鏈路數(shù)據(jù)速率的下界表達(dá)式。在單小區(qū)模型和多小區(qū)模型中分別對三種算法的誤碼率性能進(jìn)行仿真比較。仿真實驗結(jié)果表明，在單小區(qū)