面向5G的下行多天線傳輸關鍵技術研究.pdf

1、為了滿足未來無線數(shù)據(jù)傳輸爆炸式的增長,5G(第五代移動通信技術)移動通信系統(tǒng)對頻譜效率和能耗效率提出了更高的要求。在5G關鍵技術探索中,大規(guī)模MIMO(Massive MIMO)技術能夠深度挖掘空間維度無線資源,大幅度提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率和能耗效率,脫穎而出,成為支撐未來新一代寬帶綠色移動通信最具潛力的研究方向之一。而有關研究工作尚處于起步階段,存在著具有挑戰(zhàn)性的基礎理論和關鍵技術問題有待深入系統(tǒng)的研究。因此需要在此領域展開大規(guī)模

2、MIMO無線通信理論和技術研究,包括復雜無線環(huán)境中大規(guī)模MIMO信道模型和信道容量分析、信道狀態(tài)信息獲取理論和技術等。
　　本文首先介紹了多天線技術的演進及下行多用戶MIMO關鍵技術,探討了新型的多天線技術在信息理論容量、下行預編碼技術、空間信道模型、信道估計、信道檢測等方面的研究現(xiàn)狀,以及大規(guī)模MIMO在這些關鍵技術問題上面臨的挑戰(zhàn)。然后對大規(guī)模MIMO下行有限反饋預編碼技術展開研究,提出了優(yōu)化信道狀態(tài)信息獲取的方法和有效的用戶

3、選擇算法。所提的優(yōu)化信道狀態(tài)信息獲取的方法通過對碼本進行子采樣和預編碼索引值重排,能夠有效地減少反饋的開銷,降低反饋信道傳輸發(fā)生差錯所帶來的性能損失。同時針對大規(guī)模MIMO發(fā)射天線數(shù)達到一定數(shù)量級,傳統(tǒng)的用戶選擇算法復雜度呈指數(shù)性增加的問題,提出了基于量化預編碼的用戶選擇算法。該算法利用凸優(yōu)化的方法獲取了一組最佳的用戶集,充分考慮了用戶選擇算法復雜度問題和系統(tǒng)性能等問題,適用于大規(guī)模MIMO。
　　考慮到搭建更接近實際的信道模型對

4、大規(guī)模MIMO傳輸技術的研究具有重要影響。因為只有對MIMO信道進行了足夠精確的建模,建立精確的無線信道模型來描述MIMO信道特性,才能更準確的對新技術進行鏈路級或系統(tǒng)級的仿真。因此本文除了從下行預編碼方面的優(yōu)化來適應大規(guī)模MIMO的發(fā)展,本文還從信道建模方面著手,搭建了更能描述實際信道情況的新信道模型。該信道模型充分考慮了垂直維度的信息,擴展了當前2D信道模型,完成了3D信道建模,并對該信道模型從下列指標進行了校驗,包括用戶分布、耦合