大规模MIMO中导频污染减轻方法研究

发布时间：2020-11-15 01:12

　　大规模MIMO技术由于在基站端配置大量天线,能够显著提高系统的频谱效率和能量效率,已成为第五代移动通信系统的关键技术之一。但导频在小区间复用引起的导频污染问题已成为制约系统性能提高的主要因素。减轻导频污染已成为目前大规模MIMO研究进程中的重要一环。本文从导频分配的角度研究减轻导频污染的方法,重点研究利用用户分类和用户位置信息的导频分配问题,具体的研究内容如下:1.针对用户分类准确性不高以及传统导频分配算法未能有效提高系统容量问题,本文提出一种基于用户分类的导频分配算法。首先,根据小区中所有用户信号强度均值和方差判断所有用户在小区中的分布情况。其次,根据用户在小区中的分布情况设置不同的信号强度阈值将用户分为中心用户和边缘用户。最后,根据中心用户信道质量好、受导频污染影响小的特点,对中心用户采用改进的最大载干比算法分配导频;根据边缘用户信道质量差、易受导频污染影响的特点,对边缘用户采用贪婪算法分配导频。仿真结果表明,所提用户分类方法准确性更高,所提导频分配算法能够在保证边缘用户通信性能的同时,显著提高了系统容量,有效降低了导频污染的影响。2.针对现有算法复杂度较高且用户间性能差距较大的问题,本文提出一种基于用户位置的导频分配算法。首先,在系统功率控制条件下,详细推导了用户上行信干噪比表达式。其次,使用用户到本小区基站距离与到干扰小区基站距离的比值量化用户对干扰小区的导频污染强度。最后,根据不同小区用户间的导频污染强度,采取导频污染强度均衡算法为用户分配导频,即为用户间导频污染强度较小的两个用户分配相同的导频。仿真结果表明,所提算法能够以较低的复杂度缩小用户之间的性能差距,以实用性更高的方式减轻了导频污染对系统性能产生的不利影响。
【学位单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN929.5
【文章目录】：
摘要
abstract
注释表
第1章绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 信道估计
        1.2.2 预编码设计
        1.2.3 导频分配
    1.3 本文主要工作及结构安排
第2章大规模MIMO系统的传输模型及导频污染分析
    2.1 大规模MIMO系统模型
    2.2 大规模MIMO中上下行传输中的关键技术
        2.2.1 大规模MIMO中信道估计算法
        2.2.2 大规模MIMO中信号检测算法
        2.2.3 大规模MIMO中预编码技术
    2.3 导频污染概述
        2.3.1 导频污染产生的原因及其影响
        2.3.2 基于导频分配的导频污染减轻方法分析
    2.4 本章小结
第3章大规模MIMO系统中基于用户分类的导频分配
    3.1 系统模型
        3.1.1 信道估计
        3.1.2 上行数据传输
        3.1.3 下行数据传输
        3.1.4 用户上下行速率的渐近分析
    3.2 导频分配方案分析
        3.2.1 基于最大化总和速率的导频分配
        3.2.2 基于用户公平的导频分配
    3.3 用户分类方案
        3.3.1 小区中用户分布情况分析
        3.3.2 用户分类方法分析
    3.4 基于用户分类的导频分配方案
        3.4.1 中心用户导频分配算法分析
        3.4.2 边缘用户导频分配算法分析
        3.4.3 导频分配算法
    3.5 仿真结果与分析
    3.6 本章小结
第4章大规模MIMO系统中基于用户位置的导频分配
    4.1 基于用户位置信息的导频分配算法分析
        4.1.1 基于用户间导频复用距离的导频分配算法
        4.1.2 基于用户在基站处到达角和导频复用距离的导频分配算法
    4.2 系统模型
        4.2.1 功率控制条件下的信道估计
        4.2.2 功率控制条件下的上行数据传输
    4.3 导频分配
        4.3.1 用户间导频污染强度分析
        4.3.2 导频分配方案
    4.4 仿真结果与分析
    4.5 本章小结
第5章总结和展望
    5.1 论文总结
    5.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果

【参考文献】

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