巨连接大规模MIMO系统中的导频随机接入方案研究
发布时间：2021-07-20 22:33
大规模MIMO（Mutiple-Input Mutiple-Output）技术在基站（Base Station,BS）配置大量天线并利用同一时频资源同时服务多个用户（User Equipments,UEs）,可大大提高频谱效率、数据速率、以及能量效率,成为未来5G无线通信系统的关键技术之一。未来5G移动通信系统将大力发展物联网（Internet of Things,IoT）应用、机器到机器（Machine-to-Machine,M2M）或以机器为中心的通信,这使得接入网络的用户数急剧增加。由于信道延迟扩展及相干时间的限制,大规模MIMO系统中的导频数远远小于接入网络的用户数。此时,传统的专用导频分配方案已经无法满足巨连接场景需求,新的导频分配方案应运而生,即导频随机接入（Pilot Random Access,PRA）。导频随机接入允许用户从可用导频集合中随机地选择导频序列,从而解决导频短缺问题,进而支持更多的用户接入网络。但是,导频随机接入会不可避免地引入导频碰撞问题,导致基站无法获得用户的信道状态信息,极大制约了大规模MIMO系统的性能。因此,研究有效的导频随机接入方案对于极大地发...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 大规模MIMO系统的导频随机接入方案研究现状
1.2.1 Grant-Based导频随机接入方案研究现状
1.2.2 Grant-Free导频随机接入方案研究现状
1.3 本文的研究内容
1.4 本文内容安排
第二章 大规模MIMO系统中的导频随机接入基础知识
2.1 LTE系统中的随机接入机制
2.2 大规模MIMO系统中的SUCR导频随机接入方案
2.2.1 大规模MIMO系统模型
2.2.2 大规模MIMO系统中的导频碰撞问题
2.2.3 SUCR方案
2.3 本章小结
第三章 联合空导频与SUCR的导频随机接入方案
3.1 引言
3.2 系统模型
3.3 SUCR-IPA导频随机接入方案
3.3.1 方案描述
3.3.2 分析空导频的存在性
3.3.3 与SUCR方案的不同
3.4 性能分析
3.5 仿真结果
3.6 本章小结
第四章 基于二分图的导频随机接入方案
4.1 引言
4.2 系统模型
4.3 SUCR-GBPA导频随机接入方案
4.3.1 SUCR-GBPA方案描述
4.3.2 SUCR-GBPA方案与现有方案的不同
4.3.3 SUCR-GBPA方案的二分图表示
4.3.4 基站端的SIC算法
4.4 SUCR-GBPA方案收敛性分析
4.4.1 度分布分析
4.4.2 所能容纳的最大激活用户数
4.4.3 所需最小导频数
4.5 性能分析
4.5.1 吞吐量
4.5.2 吞吐量的上界分析
4.5.3 SUCR-GBPA信道估计的MSE性能
4.6 仿真结果
4.7 本章小结
第五章 基于用户识别码的导频随机接入方案
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 IDPA方案
5.3.1 IDPA方案描述
5.3.2 用户ID信息的检测准确性
5.4 性能分析
5.4.1 吞吐量分析
5.4.2 激活用户数估计的NRMSE性能
5.5 仿真结果
5.6 本章小结
第六章 基于集成独立分量分析的导频随机接入方案
6.1 引言
6.2 系统模型
6.3 EICA-RA方案
6.3.1 EICA-RA方案描述
6.3.2 EICA检测算法
6.3.3 ICA分类器
6.3.4 集成分类器
6.3.5 EICA-PA方案的复杂度分析
6.3.6 与半盲ICA方案的不同
6.4 性能分析
6.4.1 用户成功接入概率分析
6.4.2 激活用户漏检概率分析
6.4.3 吞吐量分析
6.5 仿真结果
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3293726
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 大规模MIMO系统的导频随机接入方案研究现状
1.2.1 Grant-Based导频随机接入方案研究现状
1.2.2 Grant-Free导频随机接入方案研究现状
1.3 本文的研究内容
1.4 本文内容安排
第二章 大规模MIMO系统中的导频随机接入基础知识
2.1 LTE系统中的随机接入机制
2.2 大规模MIMO系统中的SUCR导频随机接入方案
2.2.1 大规模MIMO系统模型
2.2.2 大规模MIMO系统中的导频碰撞问题
2.2.3 SUCR方案
2.3 本章小结
第三章 联合空导频与SUCR的导频随机接入方案
3.1 引言
3.2 系统模型
3.3 SUCR-IPA导频随机接入方案
3.3.1 方案描述
3.3.2 分析空导频的存在性
3.3.3 与SUCR方案的不同
3.4 性能分析
3.5 仿真结果
3.6 本章小结
第四章 基于二分图的导频随机接入方案
4.1 引言
4.2 系统模型
4.3 SUCR-GBPA导频随机接入方案
4.3.1 SUCR-GBPA方案描述
4.3.2 SUCR-GBPA方案与现有方案的不同
4.3.3 SUCR-GBPA方案的二分图表示
4.3.4 基站端的SIC算法
4.4 SUCR-GBPA方案收敛性分析
4.4.1 度分布分析
4.4.2 所能容纳的最大激活用户数
4.4.3 所需最小导频数
4.5 性能分析
4.5.1 吞吐量
4.5.2 吞吐量的上界分析
4.5.3 SUCR-GBPA信道估计的MSE性能
4.6 仿真结果
4.7 本章小结
第五章 基于用户识别码的导频随机接入方案
5.1 引言
5.2 系统模型
5.3 IDPA方案
5.3.1 IDPA方案描述
5.3.2 用户ID信息的检测准确性
5.4 性能分析
5.4.1 吞吐量分析
5.4.2 激活用户数估计的NRMSE性能
5.5 仿真结果
5.6 本章小结
第六章 基于集成独立分量分析的导频随机接入方案
6.1 引言
6.2 系统模型
6.3 EICA-RA方案
6.3.1 EICA-RA方案描述
6.3.2 EICA检测算法
6.3.3 ICA分类器
6.3.4 集成分类器
6.3.5 EICA-PA方案的复杂度分析
6.3.6 与半盲ICA方案的不同
6.4 性能分析
6.4.1 用户成功接入概率分析
6.4.2 激活用户漏检概率分析
6.4.3 吞吐量分析
6.5 仿真结果
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文工作总结
7.2 未来研究工作展望
参考文献
致谢
作者简介
本文编号：3293726
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3293726.html
