大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究

发布时间：2017-04-12 05:03

  本文关键词：大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多输入多输出(MIMO)技术是一项应用于新兴无线宽带标准如LTE的成熟技术,它能够为移动用户提供稳定的速率和较好的频谱效率。为了在未来无线通信协议中进一步发展MIMO技术的潜在优势,人们开始将目光放在大MIMO技术上。通过利用更多天线带来的空间分集和增益,大MIMO系统能大幅提升频谱效率和信道容量,降低基站发送功率,提升通信质量。然而,为了获得大MIMO系统的种种增益,基站需要尽量准确知道信道状态信息(CSI)。由于信道互易性带来的便利,许多研究集中在了时分复用(TDD)系统,但在更主流的频分复用(FDD)系统中,如何使基站在大MIMO系统中获得准确CSI的同时降低系统信道估计开销的问题还有待研究。另外,虽然一般线性预编码在大MIMO中可以获得不错的增益,但如何降低预编码复杂度并优化是急需解决的问题在第一章中本文概括了大MIMO相比于传统MIMO的技术优势,介绍了大MIMO信道状态信息获取和预编码方法的研究现状并说明了本文的研究方向。第二章对大MIMO的信道特性进行介绍,建立数学模型并讨论了信道空间相关性和稀疏性,并阐明这样建模的意义所在。第三章根据大MIMO信道的空时相关性提出了一种多发训练方式,这种方法突破了传统单发训练的性能限制并减小了导频时间符号的开销,同时在此基础上提出两种闭环训练方案,对比开环训练方法性能有显著增益。最后研究了多发训练下新的导频波束设计方案,仿真对比传统的导频设计方案有更好的性能。第四章根据多用户大MIMO信道联合稀疏特性,提出了一种基于压缩感知(CS)的基站联合恢复CSI算法,即每个用户本地获得信道压缩观测值后反馈给基站,基站再利用压缩感知联合恢复所有用户信道,理论推导和仿真结果都表明该方法优于现有的CS算法。第五章利用矩阵多项式扩展近似矩阵求逆的方法,对现有线性预编码进行了改进。新预编码算法的复杂度不会随系统维度的增加而增加,且易于硬件并行和流水实现,使其更适用于大MIMO系统中。最后第六章对全文内容做出总结,并指出可以继续研究和改进的方向。
【关键词】：大MIMO 信道状态信息获取 多发训练 压缩感知 预编码
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-13
• 缩略词说明表13-15
• 主要数学符号表15-16
• 第一章 绪论16-22
• 1.1 研究背景16-18
• 1.2 国内外研究现状18-21
• 1.3 本文研究内容和结构安排21-22
• 第二章 大MIMO系统信道模型22-28
• 2.1 具有块衰落特性22-24
• 2.2 空间相关特性24-25
• 2.3 空间稀疏特性25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 第三章 大MIMO训练和导频设计方法28-54
• 3.1 单发训练28-32
• 3.1.1 单发训练下的最优导频信号28-30
• 3.1.2 单发训练下的性能限制30-32
• 3.2 多发训练32-42
• 3.3 导频波束设计42-47
• 3.3.1 贪婪顺序设计方法43-46
• 3.3.2 算法在实际情况中的应用讨论46-47
• 3.4 与传统导频波束设计方法的对比47-52
• 3.5 本章小结52-54
• 第四章 基于压缩感知的大MIMO信道信息获取方法54-67
• 4.1 压缩感知算法简介54-55
• 4.2 联合信道信息恢复方法55-60
• 4.2.1 联合正交匹配追踪算法56-58
• 4.2.2 算法的支撑集恢复概率分析58-60
• 4.2.3 导频训练矩阵确定60
• 4.3 信道信息获取误差度量60-63
• 4.4 仿真结果63-66
• 4.5 本章小结66-67
• 第五章 大MIMO系统中的低复杂度预编码算法67-82
• 5.1 系统模型67-69
• 5.2 线性预编码方法69-74
• 5.2.1 归一化迫零预编码69-72
• 5.2.2 截断多项式展开迫零预编码72-74
• 5.3 截断多项式展开预编码分析与优化74-76
• 5.4 算法复杂度分析和对比76-79
• 5.4.1 算术计算量对比76-78
• 5.4.2 实现复杂度对比78-79
• 5.5 仿真结果79-81
• 5.6 本章小结81-82
• 第六章 总结82-84
• 6.1 全文总结82
• 6.2 下一步研究工作和方向82-84
• 致谢84-85
• 参考文献85-90
• 攻读硕士学位期间的研究成果90-91
• 个人简历91-92
• 附件92-95

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈志;刘珊珊;曹型兵;;多输入多输出系统中的预编码技术研究[J];数字技术与应用;2012年02期

2 徐伟;;浅谈电子通讯的预编码技术[J];电脑知识与技术;2012年27期

3 李超;郭丽娜;;电子通讯的预编码技术分析[J];电子制作;2013年19期

4 解芳;袁超伟;程铁铮;;利用干扰提高容量的低复杂度预编码方法[J];北京邮电大学学报;2009年05期

5 陶立;;一种电子通讯技术的预编码解析[J];电脑知识与技术;2012年30期

6 张文;龚钢;;抑制小区间干扰的迟延可容忍预编码方案[J];科技通报;2013年07期

7 冉金志;林初善;邵云飞;廖晓闽;;几何平均分解的矢量预编码方案设计[J];中国科技信息;2013年22期

8 卢鑫;;Closed-Loop MIMO系统线性预编码技术[J];中国新通信;2008年11期

9 郑凤;陈润芊;卢国仙;武穆清;;一种新的非线性预编码算法[J];北京理工大学学报;2012年01期

10 范慧婧;孙长印;卢光跃;;抑制小区间干扰的改进信漏噪比预编码方法[J];电讯技术;2012年08期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 刘伟;张春阳;邵珠雷;;相关衰落信道中星座预编码和球译码[A];第十届中国科协年会论文集（一）[C];2008年

2 邵玉斌;龙华;向凤红;;MIMO通信系统空域维纳预编码器及性能分析[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

3 刘继雄;李有明;周新星;;DSL基于误差符号的自适应预编码算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 钟俊;彭启琮;;有限比特反馈下OFDM系统的预编码技术[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

5 马守贵;陈明;;MIMO系统中基于离散速率集的线性预编码研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年

6 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

7 王道彬;米文智;;一种基于TXMMSE预编码的新型OFDM系统研究[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 张亚东;丛键;王卓镭;;一种基于预编码降低OFDM信号峰均功率比的技术[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 曹新莉;卫星多天线数据传输下水库水情测报编解码技术与方法研究[D];武汉大学;2012年

2 黄海洋;无线通信中的多天线预编码技术研究[D];电子科技大学;2009年

3 程鹏;新一代无线通信系统中的预编码技术研究[D];上海交通大学;2012年

4 张晨;干扰对齐预编码设计的关键技术研究[D];中国科学技术大学;2013年

5 许崇斌;基于迭代检测的线性预编码技术研究[D];清华大学;2011年

6 赵伟;多天线系统中预编码相关技术研究[D];北京邮电大学;2012年

7 张瑞;多小区协作预编码技术研究[D];南京邮电大学;2012年

8 奚家熹;无线通信中的预编码技术[D];复旦大学;2007年

9 褚红发;多天线移动通信系统预编码及其相关技术的研究[D];北京邮电大学;2012年

10 刘恒;蜂窝无线通信系统中的干扰抑制预均衡与协作空时预编码[D];西南交通大学;2013年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 袁莉莉;无线通信系统中的干扰对齐技术研究[D];上海师范大学;2015年

2 粟唐;高速移动场景下LTE下行预编码技术研究[D];西南交通大学;2015年

3 田梦;PLC中基于MIMO的预编码技术研究与中继系统性能分析[D];南京理工大学;2015年

4 高书莹;下行多用户MIMO预编码方法的研究与应用[D];哈尔滨工业大学;2015年

5 刘荆;大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究[D];电子科技大学;2015年

6 肖元章;多天线系统中有限反馈预编码的仿真与研究[D];清华大学;2009年

7 李明瑞;多载波分层空时系统中有限反馈预编码技术研究[D];河南工业大学;2012年

8 苗旺;中继协作系统预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2012年

9 邱晨;无线通信预编码技术研究[D];上海交通大学;2013年

10 高娜;无线通信系统下行链路预编码算法研究[D];山东大学;2012年

  本文关键词：大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：300744