基于大規(guī)模MIMO的多對(duì)中繼系統(tǒng)性能研究.pdf

1、多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)成為了很多先進(jìn)通信系統(tǒng)中必不可少的一部分，而大規(guī)模MIMO是5G中最具發(fā)展?jié)摿Φ暮诵募夹g(shù)之一。在提升覆蓋和吞吐量方面中繼技術(shù)也已經(jīng)得到了廣泛地應(yīng)用，尤其是在小區(qū)邊緣。大規(guī)模MIMO與協(xié)作中繼的結(jié)合將成為未來(lái)蜂窩網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的重要候選技術(shù)。因此本文著重研究基于大規(guī)模MIMO的多對(duì)中繼系統(tǒng)。
　　本文首先考慮了一個(gè)多對(duì)放大轉(zhuǎn)發(fā)(AF)中繼信道，并且中繼端使用最大比合并/最大比傳輸（MRC/MRT），迫零

2、(ZF)和正交方案去處理信號(hào)。本文研究了MRC/MRT，ZF和正交方案在三種不同的能量縮減下的漸近可達(dá)速率，并且分析了在不同中繼天線數(shù)和發(fā)送能量條件下的系統(tǒng)可達(dá)速率和誤碼率。仿真結(jié)果表明三種不同能量縮減下的和速率（誤碼率）隨著天線數(shù)的增加先增加（減小）后趨近于一定值;這個(gè)定值即為漸近可達(dá)速率;MRC/MRT和ZF處理過(guò)程的漸近可達(dá)速率主要受到大尺度衰落的影響。本文之后考慮了一個(gè)多對(duì)全雙工中繼系統(tǒng)，并且假定中繼端使用MRC/MRT或ZF去

3、處理信號(hào)。本文研究了使用MRC/MRT處理方式的精確閉合可達(dá)速率表達(dá)式和使用ZF處理方式的近似可達(dá)速率表達(dá)式。這些閉合表達(dá)式可以確定在什么情況下，全雙工模式的性能可以超過(guò)半雙工模式的性能。本文在不同中繼天線數(shù)，發(fā)送能量和回環(huán)干擾強(qiáng)度的條件下對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析。仿真結(jié)果表明在維持給定服務(wù)質(zhì)量的條件下，通過(guò)增加中繼端發(fā)送/接收天線可以減少每個(gè)源節(jié)點(diǎn)和中繼端的能量;在回環(huán)干擾強(qiáng)度較低時(shí)，全雙工模式的頻譜效率高于半雙工模式的頻譜效率。然而當(dāng)回