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

1、大規(guī)模無線多輸入多輸出(MIMO，Multiple-Input Multiple-Output)作為第五代移動通信系統(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，是目前無線通信領(lǐng)域研究熱點之一。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)處理會越來越復雜。因此，本文重點研究了大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)上行鏈路通信的復雜度降低技術(shù)。<

2、br>　　首先，我們介紹了本論文研究背景，分析了大規(guī)模無線MIMO通信技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)，從而引出本論文研究內(nèi)容。
　　基于大規(guī)模MIMO的多小區(qū)多用戶蜂窩系統(tǒng)模型，論文分析了理想信道下的上行基站接收機，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。同時，論文介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的上行Turbo迭代接收機原理。仿真結(jié)果表明，在大

3、規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，當基站已知用戶上行通信的完全信道狀態(tài)信息時，用戶只需較低的發(fā)送功率，使用簡單的接收機就可以得到較好的性能。
　　在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，最嚴重的問題之一就是導頻污染，因此論文研究了存在導頻污染時，多小區(qū)多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的上行Turbo迭代接收機性能，主要包括以下幾個方面:(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:基于多項式展開(PELD，Polynomial ExpansionLinear Detector)的軟干擾抵消算法和基于奇異值分解的SISO檢測器;(3)基于MF的迭代接收機作為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，因為相比MF，PELD可獲得較大性能增益;如果做迭代接收，MF-ISDIC可達到MMSE-ISDIC的性能?？傊瑢τ诖笠?guī)模MIMO，應盡量避免采用需要矩陣求逆的MMSE迭代接收機。
　　論文還研究了大規(guī)模分布式天線系統(tǒng)（DAS，Distributed Antenna System）的上行多址通信復雜度降低方法?；诖笠?guī)模DAS的單小區(qū)多用戶系統(tǒng)模型，論文介紹了一種簡單的隨機導頻復用方案來降低系統(tǒng)的導頻開銷，并在理