大规模MIMO系统角域信道估计方法研究

发布时间：2022-01-26 07:52

　　伴随着移动互联网技术的蓬勃发展,人们对未来高速率通信的需求也日益增加。传统通信技术无法满足未来通信的巨大需求,大规模MIMO（Multi-Input Multi-Output,MIMO）技术应运而生,该技术是5G通信的关键技术之一。大规模MIMO技术能够很明显提升系统的能量效率、频谱利用率和系统容量。能否获取准确的信道状态信息直接影响到大规模MIMO性能的好坏。大规模MIMO系统基站端的天线数量巨大,导频污染严重,信道状态信息获取困难,因此研究有效的信道估计方法就变得很重要。目前大规模MIMO系统的实现方式有两种:一种是通过在基站端部署均匀阵列来实现,另外一种是通过在基站端部署非均匀阵列来实现。相比基站端部署均匀阵列的大规模MIMO系统,基站端部署非均匀阵列的大规模MIMO系统可以大大减少天线数,降低系统复杂度,且能够提升频谱利用率和信道容量。本文是在以上两种大规模MIMO系统背景下进行角域信道估计方法的相关研究。首先,针对基站端部署一维均匀阵列的大规模MIMO系统,本文提出一种基于Butler变换的信道估计方案。先通过采用Butler矩阵和MUSIC算法求取角度信息,后通过传统的估计... 

【文章来源】：南京邮电大学江苏省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

大规模MIMO系统（窄角度扩展）

图 1.2 基站端二维嵌套阵配置图前，很多研究都是在部署均匀阵列的大规模 MIMO 系统背景下进行的。对于大规模 M复杂度主要取决于基站端的天线阵列结构和数量[35-36]。从数学的角度上，当基站端的天线时，整个空间信道的空间维度会变得非常大，所有的子信道都会有逐渐正交这样一来就可以区分开所有的子信道，大大降低不同子信道之间的相互影响，降低然天线数越多，系统的性能也会越好，但从实际的角度考虑，通信系统的基站端部天线，会极大的增加成本，也会增加发送功率，所以我们就需要考虑通过部署一种阵列来实现大规模 MIMO 系统，这种天线阵列既可以极大减少基站端所需天线数，又系统复杂度。图 1.2 展示的就是一种在基站端部署二维嵌套阵的大规模 MIMO 系统，基站端的天线数目非常少，但其可以实现有着大量天线均匀面阵的性能。文献[37]中提到通过选择部分天线就可以获得大规模 MIMO 系统绝大部分的性能，由以得到新的研究方向，即研究如何去设计特殊的天线阵列结构并把它部署在大规系统当中，以此来降低系统的复杂度和提升系统的性能。文献[38-40]都提到了一种

大学专业学位硕士研究生学位论文 第献[49]提到通过可以在基站端部署较少天线数的嵌套阵列来实现大规模 M嵌套阵实现的大规模 MIMO 系统背景下，文献[50]提到了一种降秩 DOA 估计角度更准确的估计。文献[51]中提到在大规模 MIMO 系统基站端部署二维嵌，由于信道中的散色体数量有限，信道矩阵可以被分成信道增益、基站端阵列流型三个部分，把信道估计的问题转化为求传统的 LASSO 问题，采用坐增益信息和量化后的角度信息，最终求出整个信道状态信息。文献[52-54]阵列运用到毫米波通信系统当中，以此来改善该系统下的信道估计性能。


本文编号：3610122