FDD模式下大规模MIMO系统的CSIT获取研究
发布时间：2020-12-14 22:03
第五代移动通信系统（5G）可以从各个方面对4G通信进行增强,目前已经成为通信界研究的重点。大规模MIMO（Massive MIMO）技术是指在收发两端配置大量天线,在同一时频资源上同时为多个用户提供服务的技术,作为5G通信系统的关键技术之一,大规模MIMO具有系统容量大、频谱效率高等优点。但是大规模MIMO技术能够发挥这些优势的关键是发射端必须获得下行信道状态信息（CSI）。在频分双工（FDD）传输模式下,由于信道互易性不复存在,发射端通过接收端的反馈获得发射端CSI（CSIT）。然而,在大规模MIMO系统中,天线数量的急剧增加导致CSIT的反馈量也相应增加,降低了系统的性能。基于此,本文针对FDD模式下大规模MIMO系统中CSIT获取问题展开研究,旨在降低反馈开销的同时保证获得CSIT的准确度。主要贡献如下:（1）分析了大规模MIMO信道模型,并详细阐述了压缩感知（CS）技术,基于此,针对大规模MIMO系统,提出一种基于空间稀疏性的CSIT获取方法。在目前广泛应用的稀疏度自适应匹配追踪（SAMP）基础上,针对SAMP方法存在的缺陷,提出一种改进的SAMP方法。该方法结合分段思想、初始...
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
缩略词列表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 大规模MIMO技术
1.1.2 信道状态信息获取
1.2 国内外研究现状与发展
1.3 本文的主要工作和内容安排
2 大规模MIMO系统中信道状态信息获取方法
2.1 引言
2.2 大规模MIMO系统模型
2.2.1 多用户大规模MIMO系统模型
2.2.2 大规模MIMO信道模型
2.3 信道状态信息获取方法
2.3.1 基于统计特性的有限反馈技术
2.3.2 基于码本的有限反馈技术
2.3.3 基于空间相关性的方法
2.3.4 压缩感知技术
2.4 本章小结
3 大规模MIMO系统基于压缩感知的CSI反馈
3.1 引言
3.2 压缩感知理论基础
3.2.1 信号的稀疏表示
3.2.2 观测矩阵的设计
3.2.3 信号的重构
3.3 压缩感知典型的贪婪方法
3.3.1 OMP
3.3.2 ROMP
3.3.3 CoSaMP
3.3.4 StOMP
3.3.5 SAMP
3.4 基于压缩感知的CSI反馈方案
3.4.1 多用户大规模MIMO下行链路模型
3.4.2 基于压缩感知的CSI反馈获取方案
3.5 仿真与分析
3.5.1 压缩感知重构方法仿真与分析
3.5.2 大规模MIMO系统CSI反馈方法仿真与分析
3.6 本章小结
4 大规模MIMO系统基于空间稀疏性的CSIT获取方法
4.1 引言
4.2 大规模MIMO系统稀疏模型
4.3 M-SAMP方法
4.3.1 分段操作
4.3.2 稀疏度估计
4.3.3 M-SAMP方法具体步骤
4.4 仿真与分析
4.4.1 性能指标
4.4.2 大规模MIMO系统应用
4.5 本章小结
5 大规模MIMO系统基于空间相关性的CSIT获取方法
5.1 引言
5.2 大规模MIMO系统空间相关性模型
5.3 大规模MIMO信道基于降维压缩的反馈方法
5.3.1 基于低复杂度PCA的信道压缩反馈方法
5.3.2 基于LE的信道反馈方法
5.3.3 复杂度分析
5.4 仿真与分析
5.4.1 归一化均方误差与反馈量压缩比
5.4.2 误码率
5.4.3 系统容量
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士研究生期间发表的论文
B.作者在攻读硕士研究生期间获权/申请的专利
C.作者在攻读硕士研究生期间参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]对4G移动通信技术应用与发展的展望[J]. 张玉龙,李志峰,赵勋. 信息通信. 2013(01)
[2]基于压缩感知的MIMO-OFDM系统信道状态信息反馈方案研究[J]. 孙超,李永杰,宋荣方. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2012(01)
[3]基于稀疏流形学习的SAR图像识别[J]. 王伟,毕笃彦,熊磊,田乐,张齐. 电子学报. 2010(11)
[4]一种压缩采样中的稀疏度自适应子空间追踪算法[J]. 杨成,冯巍,冯辉,杨涛,胡波. 电子学报. 2010(08)
[5]基于压缩感知的变步长自适应匹配追踪重建算法[J]. 高睿,赵瑞珍,胡绍海. 光学学报. 2010(06)
[6]压缩传感综述[J]. 李树涛,魏丹. 自动化学报. 2009(11)
[7]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君. 电子学报. 2009(05)
硕士论文
[1]基于频域SBR无线信道的分析[D]. 李宗政.南京邮电大学 2012
[2]LTE-A中的下行反馈技术研究[D]. 蔡晓卫.西安电子科技大学 2011
[3]基于全波分析的MIMO无线传输模型[D]. 练成栋.上海交通大学 2008
本文编号：2917083
【文章来源】：重庆大学重庆市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
缩略词列表
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.1.1 大规模MIMO技术
1.1.2 信道状态信息获取
1.2 国内外研究现状与发展
1.3 本文的主要工作和内容安排
2 大规模MIMO系统中信道状态信息获取方法
2.1 引言
2.2 大规模MIMO系统模型
2.2.1 多用户大规模MIMO系统模型
2.2.2 大规模MIMO信道模型
2.3 信道状态信息获取方法
2.3.1 基于统计特性的有限反馈技术
2.3.2 基于码本的有限反馈技术
2.3.3 基于空间相关性的方法
2.3.4 压缩感知技术
2.4 本章小结
3 大规模MIMO系统基于压缩感知的CSI反馈
3.1 引言
3.2 压缩感知理论基础
3.2.1 信号的稀疏表示
3.2.2 观测矩阵的设计
3.2.3 信号的重构
3.3 压缩感知典型的贪婪方法
3.3.1 OMP
3.3.2 ROMP
3.3.3 CoSaMP
3.3.4 StOMP
3.3.5 SAMP
3.4 基于压缩感知的CSI反馈方案
3.4.1 多用户大规模MIMO下行链路模型
3.4.2 基于压缩感知的CSI反馈获取方案
3.5 仿真与分析
3.5.1 压缩感知重构方法仿真与分析
3.5.2 大规模MIMO系统CSI反馈方法仿真与分析
3.6 本章小结
4 大规模MIMO系统基于空间稀疏性的CSIT获取方法
4.1 引言
4.2 大规模MIMO系统稀疏模型
4.3 M-SAMP方法
4.3.1 分段操作
4.3.2 稀疏度估计
4.3.3 M-SAMP方法具体步骤
4.4 仿真与分析
4.4.1 性能指标
4.4.2 大规模MIMO系统应用
4.5 本章小结
5 大规模MIMO系统基于空间相关性的CSIT获取方法
5.1 引言
5.2 大规模MIMO系统空间相关性模型
5.3 大规模MIMO信道基于降维压缩的反馈方法
5.3.1 基于低复杂度PCA的信道压缩反馈方法
5.3.2 基于LE的信道反馈方法
5.3.3 复杂度分析
5.4 仿真与分析
5.4.1 归一化均方误差与反馈量压缩比
5.4.2 误码率
5.4.3 系统容量
5.5 本章小结
6 总结与展望
6.1 全文总结
6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
附录
A.作者在攻读硕士研究生期间发表的论文
B.作者在攻读硕士研究生期间获权/申请的专利
C.作者在攻读硕士研究生期间参加的项目
【参考文献】：
期刊论文
[1]对4G移动通信技术应用与发展的展望[J]. 张玉龙,李志峰,赵勋. 信息通信. 2013(01)
[2]基于压缩感知的MIMO-OFDM系统信道状态信息反馈方案研究[J]. 孙超,李永杰,宋荣方. 南京邮电大学学报(自然科学版). 2012(01)
[3]基于稀疏流形学习的SAR图像识别[J]. 王伟,毕笃彦,熊磊,田乐,张齐. 电子学报. 2010(11)
[4]一种压缩采样中的稀疏度自适应子空间追踪算法[J]. 杨成,冯巍,冯辉,杨涛,胡波. 电子学报. 2010(08)
[5]基于压缩感知的变步长自适应匹配追踪重建算法[J]. 高睿,赵瑞珍,胡绍海. 光学学报. 2010(06)
[6]压缩传感综述[J]. 李树涛,魏丹. 自动化学报. 2009(11)
[7]压缩感知理论及其研究进展[J]. 石光明,刘丹华,高大化,刘哲,林杰,王良君. 电子学报. 2009(05)
硕士论文
[1]基于频域SBR无线信道的分析[D]. 李宗政.南京邮电大学 2012
[2]LTE-A中的下行反馈技术研究[D]. 蔡晓卫.西安电子科技大学 2011
[3]基于全波分析的MIMO无线传输模型[D]. 练成栋.上海交通大学 2008
本文编号：2917083
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