大规模免调度传输活跃用户检测与信道估计方法研究

发布时间：2024-11-24 21:44

　　终端设备的普及促进了移动互联网和物联网的飞速发展,未来移动通信网络不但需要满足人与人之间的通信,同时也要满足物与物之间的通信。第五代移动通信系统(5G)中的重要应用场景之一就是物联网场景(M2M,Machine to Machine)。M2M场景能够为海量的终端设备提供通信服务,这些设备具有低复杂度、低功耗的特点,其传输的数据具有低速率、小数据包的特点,目前的长期演进(LTE,Long Term Evolution)系统无法满足M2M场景的需求。面对海量终端用户的连接需求,现有基于授权接入的多址接入方式将会为通信系统带来沉重的接入信令开销。针对该问题,免调度传输技术能够避免接入信令开销,降低传输时延和终端功耗。此外,大规模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术能够增加系统吞吐量,提高传输可靠性,提升系统的频谱效率和能量效率,被业界认为是未来移动通信系统中的核心技术之一。因此,本文围绕M2M应用场景,在大规模免调度传输场景下对活跃用户检测和信道估计方法展开深入研究。首先,本文比较了授权接入与免调度传输两种接入方式。当前LTE上行传输需要经过授权接入实现...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
本论文符号说明
本论文专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 移动通信的发展现状
        1.1.2 大规模MIMO技术
    1.2 研究现状与分析
        1.2.1 当前多址传输技术面临的问题
        1.2.2 免调度传输技术研究现状
    1.3 论文的研究工作和章节安排
    1.4 数学符号约定
第二章 免调度传输技术和压缩感知理论
    2.1 引言
    2.2 免调度传输技术
        2.2.1 上行免调度传输场景
        2.2.2 上行免调度传输模型
    2.3 压缩感知理论
        2.3.1 压缩感知数学模型
        2.3.2 测量矩阵
        2.3.3 信号重构算法
        2.3.4 多向量测量信号恢复
    2.4 本章小结
第三章 大规模免调度传输中基于Khatri-Rao积的活跃用户检测方法
    3.1 引言
    3.2 基于Khatri-Rao积的压缩感知理论
        3.2.1 基于接收信号理想自相关阵的Khatri-Rao积压缩感知方法
        3.2.2 基于接收信号统计自相关阵的Khatri-Rao积压缩感知方法
    3.3 基于Khatri-Rao积的活跃用户检测方法
        3.3.1 基于Khatri-Rao积的系统模型
        3.3.2 基于Khatri-Rao积的正交匹配追赶算法
        3.3.3 导频设计和活跃用户检测性能分析
    3.4 仿真结果
        3.4.1 已知活跃用户数
        3.4.2 已知用户活跃度的统计信息
    3.5 本章小结
第四章 大规模免调度传输波束域活跃用户检测和信道估计方法
    4.1 引言
    4.2 传统信道估计方法
        4.2.1 LS信道估计
        4.2.2 MMSE信道估计
    4.3 大规模MIMO系统波束域信道特性
        4.3.1 系统配置
        4.3.2 信道模型
        4.3.3 数值仿真
    4.4 基于波束域信道特性的活跃用户检测和信道估计方法
        4.4.1 波束域下大规模免调度传输信道模型
        4.4.2 基于波束域信道特性的活跃用户检测与信道估计算法
    4.5 仿真结果
    4.6 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结及主要贡献
    5.2 进一步研究方向
参考文献
作者攻读硕士学位期间撰写的论文和专利
致谢



本文编号：4012509