利用信道统计信息的大规模MIMO无线传输技术研究

发布时间：2017-08-12 23:04

  本文关键词：利用信道统计信息的大规模MIMO无线传输技术研究

  更多相关文章： 大规模MIMO 联合空分复用 用户分组 信道估计 异构网络 干扰控制

【摘要】：随着移动互联网技术的迅猛发展,移动用户的数据传输需求不断提高,为了提升移动通信速率,应对用户需求的增长,新一代无线传输技术得到了广泛的关注和研究。MIMO传输技术能够充分利用空间无线资源,显著提高无线通信系统的容量和频谱效率,已经被应用到4G中。在传统MTMO的基础上,大规模MIMO通过在基站端配置大量天线阵列,且基站天线数远大于同时服务的用户天线数,能够在同一时频资源上服务更多用户,获得更高的数据传输速率和可靠性。同时大规模MTMO的功率利用率更高,干扰更小,是第五代移动通信系统的关键技术之一。本文围绕大规模MIMO多用户系统下行传输技术展开研究,重点研究利用信道统计信息的大规模MIMO无线传输技术。首先,本文研究了大规模MIMO联合空分复用技术,针对联合空分复用中的用户分组方案,比较了几种用户相似性度量准则和用户分组算法。针对聚类用户分组算法随机选择初始中心仅能获得局部最优解的问题,提出了两种改进的聚类用户分组方案,通过优化初始聚类中心的选择,使得最终的用户分组结果更加合理,进而提升系统整体性能。仿真结果表明,相比传统聚类算法,所提方案能够获得更好的用户分组效果,提高系统的和速率性能。然后,本文研究了FDD大规模MIMO下行信道估计。通过联合空分复用方案对系统用户进行分组,利用信道的波束块稀疏特性,提出了一种基于波束块结构的压缩感知信道估计方法,降低系统导频和上行反馈开销,提高信道信息获取的准确度。仿真结果表明本章所提方案的性能优于传统的信道估计方法。最后,本文研究了FDD大规模MIMO异构网络中下行多用户传输方案,提出了一种基于协作波束赋型的空分干扰控制方法。该方案在宏基站配置大规模天线阵列的异构网络系统模型下,根据大规模MIMO信道的统计特性,利用长时信道统计信息,对系统所有用户进行分组,通过块对角化消除用户组之间的干扰,同时也抑制了宏基站对微小区用户的干扰。仿真结果表明,相对于宏微基站非协作的预编码方式,本章所提出的基于协作波束赋型的空分干扰控制方法能够有效降低宏基站对微小区用户的干扰,并提高系统的吞吐量性能。
【关键词】：大规模MIMO 联合空分复用 用户分组 信道估计 异构网络 干扰控制
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 本论文专用术语的注释表11-13
• 第一章 绪论13-21
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 国内外研究现状15-17
• 1.3 论文的内容安排17-18
• 1.4 数学符号约定18-21
• 第二章 大规模MIMO无线传输技术概述21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 信道模型22-24
• 2.2.1 Kronecker信道模型22-23
• 2.2.2 SCM信道模型23-24
• 2.3 多用户MIMO系统模型24-27
• 2.4 多用户MIMO系统预编码技术27-31
• 2.4.1 块对角化预编码28-29
• 2.4.2 迫零预编码29
• 2.4.3 最小均方误差预编码29-30
• 2.4.4 最大比传输预编码30
• 2.4.5 仿真结果30-31
• 2.5 异构网络概述31-34
• 2.6 本章小结34-35
• 第三章 大规模MIMO联合空分复用技术35-51
• 3.1 引言35-36
• 3.2 系统模型36-37
• 3.3 大规模MIMO系统用户分组37-46
• 3.3.1 分组度量准则38-39
• 3.3.2 用户分组算法39-42
• 3.3.3 聚类用户分组算法的缺陷42
• 3.3.4 优化初始中心聚类用户分组算法42-44
• 3.3.5 迭代优化聚类用户分组算法44-46
• 3.4 仿真结果46-47
• 3.5 本章小结47-51
• 第四章 大规模MIMO信道估计方法51-61
• 4.1 引言51-52
• 4.2 系统模型52-54
• 4.3 稀疏信道估计54-57
• 4.3.1 块结构稀疏信道估计建模54-56
• 4.3.2 具有波束块稀疏性的基站端信道估计56-57
• 4.4 仿真结果57-58
• 4.5 本章小结58-61
• 第五章 大规模MIMO异构网络空分干扰控制方法61-73
• 5.1 引言61-62
• 5.2 系统模型62-63
• 5.3 基于协作波束赋型的空分干扰控制63-68
• 5.3.1 用户类型判定方案64
• 5.3.2 大规模MIMO异构网络用户分组方案64-65
• 5.3.3 宏基站预编码65-67
• 5.3.4 微基站预编码67-68
• 5.4 仿真结果68-71
• 5.4.1 对比方案68-69
• 5.4.2 仿真分析69-71
• 5.5 本章小结71-73
• 第六章 全文总结73-75
• 6.1 论文工作总结73-74
• 6.2 研究工作展望74-75
• 参考文献75-81
• 攻读硕士学位期间的研究成果81-83
• 致谢83

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本文编号：664089