面向5G的大规模3D MIMO系统信号检测方案研究与设计

发布时间：2020-03-20 20:03

【摘要】：3D MIMO技术可以通过挖掘垂直维的自由度来降低小区间干扰、大大提高系统吞吐量和频谱效率,是5G无线通信系统的关键技术之一。现有信号检测技术多是基于2D MIMO系统,随着推进速度加快,平衡计算复杂度和信号检测性能的3D MIMO信号检测方法成为重要的研究方向。本文针对3D MIMO信号,结合矩阵近似求逆方法、空间调制技术以及压缩感知理论,研究并设计了面向5G的3D MIMO系统信号检测方案。本文主要工作如下:第一,研究并分析了2D MIMO系统的信号检测方案,包括最大似然检测算法、线性检测算法和非线性检测算法,重点研究了迫零检测算法、最小均方误差检测算法、串行干扰消除检测算法和QR分解检测算法,分析了各算法的优劣势,指出了传统信号检测方法在面向5G的3D MIMO系统中的不适应性。第二,从降低信号检测方法计算复杂度的角度出发,研究了基于线性方程迭代求解的矩阵近似求逆方法,在Richardson矩阵分解方法的基础上重点分析了Jacobi、GS和SOR迭代算法,设计了适用于大规模3D MIMO系统的基于迭代残差纠正的信号检测方案,通过蒙特卡罗仿真分析了上述方案的可行性和有效性。第三,提出了一种改进的结构化子空间追踪算法,设计了一种基于压缩感知理论的大规模3D MIMO系统信号检测方案。首先将具有更高信息传输速率和高能效等优势的空间调制技术引入3D MIMO系统中,针对上行链路接收信号内含的块稀疏特性,利用结构化压缩感知理论进行信号检测,同时通过归一化过程将信号检测问题的解决范围从高斯白噪声环境扩展到了非高斯白噪声环境,很好地解决了多种环境下的信号检测问题。
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN929.5

【参考文献】