基于大規(guī)模MIMO的上行信道估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）技術(shù)通過(guò)在基站側(cè)配置成百上千根的天線(xiàn)陣列，能夠幾十甚至上百倍的提高通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率，已成為第五代移動(dòng)通信（5G）的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而，為保障大規(guī)模MIMO系統(tǒng)進(jìn)行高可靠性和高速率的通信，系統(tǒng)必須獲取精準(zhǔn)的信道狀態(tài)信息(CSI)。考慮時(shí)分雙工（TDD）的通信模式，利用其信道互易特性，則只需對(duì)上行鏈路進(jìn)行信道估計(jì)。但是受到相干時(shí)間長(zhǎng)度的限制，小區(qū)間使用非正

2、交的導(dǎo)頻序列集進(jìn)行信道估計(jì)，使得系統(tǒng)的性能受到導(dǎo)頻污染的嚴(yán)重影響。本文針對(duì)以上問(wèn)題，主要內(nèi)容如下：
　　首先介紹了多小區(qū)場(chǎng)景下大規(guī)模 MIMO技術(shù)的系統(tǒng)模型和信道特性，并分別使用最小二乘（LS）法和線(xiàn)性最小均方誤差（LMMSE）法進(jìn)行信道估計(jì)分析出導(dǎo)頻污染問(wèn)題產(chǎn)生的原因。然后使用最大合并比（MR）算法對(duì)上行鏈路的信干比進(jìn)行分析，理論上說(shuō)明導(dǎo)頻污染問(wèn)題是抑制系統(tǒng)性能的主要原因。
　　接著，針對(duì)導(dǎo)頻污染問(wèn)題，本文分別從基于全導(dǎo)頻

3、的系統(tǒng)研究和基于用戶(hù)位置信息進(jìn)行協(xié)作調(diào)度的兩個(gè)角度出發(fā)，研究解決該問(wèn)題的可行性算法。
　　全導(dǎo)頻是指系統(tǒng)考慮了導(dǎo)頻重用因子參數(shù)的影響，充分利用所有估計(jì)出的信道方向。首先考慮導(dǎo)頻重用因子和功率控制等參數(shù)建立系統(tǒng)通信模型，并使用最小均方誤差算法進(jìn)行信道估計(jì)。接著詳細(xì)研究了系統(tǒng)的上下行頻譜效率以及系統(tǒng)總的頻譜效率。最后詳細(xì)給出了在使用基于全導(dǎo)頻的最小均方誤差（PM）檢測(cè)算法時(shí)的頻譜效率，通過(guò)仿真表明，該算法相比傳統(tǒng)的檢測(cè)算法能得到更高的

4、頻譜效率，能夠有效的緩解導(dǎo)頻污染問(wèn)題。
　　最后提出了一種通過(guò)在基站側(cè)充分利用信道的位置信息進(jìn)行協(xié)作調(diào)度分配用戶(hù)導(dǎo)頻序列的方案。首先對(duì)多小區(qū)場(chǎng)景進(jìn)行系統(tǒng)建模，并使用傳統(tǒng)的多重信號(hào)分類(lèi)算法進(jìn)行用戶(hù)到達(dá)角的估計(jì)，然后根據(jù)估計(jì)出的角度參數(shù)，聯(lián)合已知的信道慢衰落信息對(duì)小區(qū)簇進(jìn)行區(qū)域劃分，然后根據(jù)用戶(hù)到達(dá)角的角度不交疊準(zhǔn)則，對(duì)小區(qū)簇內(nèi)各用戶(hù)分別分配導(dǎo)頻序列，最后使用最小均方誤差算法進(jìn)行信道估計(jì)。仿真結(jié)果表明該調(diào)度方案能極大的消除導(dǎo)頻污染問(wèn)題