大规模MIMO无线通信系统的容量分析

发布时间：2017-06-30 09:10

  本文关键词：大规模MIMO无线通信系统的容量分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：大规模MIMO技术能够在有限的频率资源条件下,大幅提升系统的频谱效率和能量效率,是新一代无线通信技术中非常具有潜力和研究价值的研究方向之一。本文主要针对多小区多用户MIMO系统的上行容量进行了研究。本文首先介绍了大规模MIMO技术的研究背景和现状,分析了大规模MIMO技术在未来无线通信系统中的优势,己取得的成果和待解决的问题。为了对大规模MIMO容量进行研究,我们建立了多小区多用户MIMO无线蜂窝系统模型,并充分考虑无线信道特点建立了信道模型。此外在该模型下求得了在已知CSI时MMSE接收机的容量下界,讨论了在天线数趋近于无穷时系统的容量。由于导频污染是影响大规模MIMO系统容量的重要因素,我们通过在上行链路进行信道估计,建立了系统的等效模型,通过对单用户信干噪比的分析,求得了导频污染下的MMSE接收机和速率下界,得到了MMSE接收机容量与最优接收机容量之间的关系,并利用已有的最优接收机容量的上下界表达式,获得了二个MMSE接收机容量下界近似的闭合表达式,此外我们还求得了MMSE接收机容量的上界,讨论了容量的上界和下界在天线数趋于无穷时的表达式,并对这些理论结果进行了仿真和分析。之后,我们进一步建立了块衰落信道下的系统模型,研究了导频数据联合处理时的系统容量。由十其互信息小易获得,我们关注联合处理时MMSE接受机互信息的下界并对这个下界进行研究,之后对比已知CSI和分离处理时的系统容量,通过仿真分析,讨论了导频数据联合联合处理的价值。
【关键词】：大规模MIMO MMSE接收机 导频污染 导频数据联合处理
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 符号说明9-10
• 英文缩略词10-12
• 第一章 绪论12-22
• 1.1 论文研究背景及意义12-13
• 1.2 大规模MIMO研究现状及发展分析13-20
• 1.2.1 系统性能分析14
• 1.2.2 信道模型和测量14-15
• 1.2.3 信道状态信息的获取15
• 1.2.4 上下行链路传输方法15-16
• 1.2.5 检测和预编码算法16-17
• 1.2.6 采用大规模天线阵列的协作式MIMO和分布式天线系统17-18
• 1.2.7 导频污染18
• 1.2.8 大规模MIMO和其他B4G技术18-20
• 1.3 论文的主要工作与安排20-22
• 第二章 大规模MIMO无线蜂窝系统22-30
• 2.1 引言22-23
• 2.2 多小区多用户MIMO无线蜂窝系统模型23-24
• 2.2.1 多小区多用户MIMO系统模型23
• 2.2.2 信道模型23-24
• 2.3 完美CSI情况下系统的MMSE接收机容量24-26
• 2.4 大规模MIMO系统的MMSE接收机容量26-28
• 2.5 本章小结28-30
• 第三章 导频污染下的大规模MIMO系统容量30-52
• 3.1 引言30
• 3.2 上行链路传输和导频污染30-31
• 3.3 MMSE信道估计和等效模型31-33
• 3.3.1 MMSE信道估计和导频污染对估计信道的影响31-32
• 3.3.2 接收信号的等效模型32-33
• 3.4 多小区多用户MIMO系统中的MMSE接收机容量下界33-43
• 3.4.1 导频污染下MMSE接收机的容量下界33-37
• 3.4.2 MMSE接收机容量的闭合表达式37-42
• 3.4.3 大规模MIMO系统中MMSE接收机容量下界的闭合表达式42-43
• 3.5 多小区多用户MIMO系统中的MMSE接收机容量上界43-48
• 3.5.1 导频污染下MMSE接收机的容量上界43-47
• 3.5.2 大规模MIMO系统中MMSE接收机的容量上界47-48
• 3.6 仿真分析48-50
• 3.7 本章小结50-52
• 第四章 导频和数据联合处理的MMSE接收机容量52-62
• 4.1 引言52
• 4.2 块衰落信道的系统模型52-57
• 4.2.1 块衰落信道的系统模型52-53
• 4.2.2 块衰落信道模型下的MMSE接收机容量53-57
• 4.3 导频和数据联合处理的容量下界57-59
• 4.4 仿真分析59-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 全文总结与展望62-64
• 5.1 论文工作总结62
• 5.2 论文工作展望62-64
• 参考文献64-68
• 攻读硕士学位期间的研究成果68

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