lte-advanced系统中大规模天线技术研究

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1、摘要LTE-Advanced系统中大规模天线技术研究摘要本文以LTE-Advanced技术演进为目标，对当前学术界和工业界广泛讨论的大规模天线技术进行了研究。理论研究表明，大规模天线系统在提高用户数据速率、提升用户服务质量等方面具有非常大的潜能。因此，大规模天线技术一经提出，就成了下一代无线通信系统物理层关键技术的有力候选者。本文主要从两个方面对大规模天线技术及系统进行了研究。首先，本文研究了大规模天线系统中天线配置和资源分配问题。对于大规模天线系统而言，如何配置天线是首当其冲的问题。本文以能量效率准则为基础，推导了最优天线数配置策略，使用LambertW函数等方法得出了存在上行信道估计误

2、差的情况下最优激活天线数的闭式解。随后，本文在上述天线配置的基础上，研究了大规模天线系统中的资源分配问题。我们考虑了一个配置有大规模天线基站的异构网模型，并以比例公平准则为基础，得出了该系统中的最优资源分配策略，为大规模天线系统的组建给出了实质性的指导。其次，在链路级层面，针对大规模天线技术中的MIMO检测技术，本文研究和设计了一种LR辅助的K-bestMIMO检测器。该检测器是专门针对大规模天线系统中潜在的信道相关性多变这一特点而设计的，第I页万方数据摘要该检测器在保证低复杂度、低误比特率的同时，能有效地适应各种程度的信道相关性，适用于大规模天线系统。本文就该检测器的理论背景、实施过程、

3、改进过程做出了详细阐述。最终的仿真结果显示，本文所设计的检测器在BER=2量级上较传统的近优检测器有101~3dB的增益，并且在各种信道相关性场景下表现出了与ML检测相似的性能，拥有很强的鲁棒性。关键词：大规模天线，能量效率，资源分配，MIMO检测第II页万方数据ABSTRACTRESEARCHONLARGESCALEMIMOTECHNOLOGYINLTE-ADVANCEDSYSTEMABSTRACTBasedontheevolutionofLTE-Aspecification,wehavestudiedthelargescaleMIMOtechnology.Theoreticalstu

4、dieshaveshownthepotentialoflargescaleMIMOtechnologyinimprovinguserdatarateandqualityofservice.Therefore,largescaleMIMOtechnologyiswidelyconsideredasakeytechnologyofnextgenerationwirelesscommunicationsystem.Inthisthesis,wefocusontwomainaspectsofthistechnology.Firstly,wehavestudiedtheproblemofconfig

5、urationandresourceallocationoflargescaleMIMOsystem.ForalargescaleMIMOsystem,howtoconfiguretheantennasisthemostfundamentalproblem.Basedonthecriterionofenergyefficiency,wehavederivedtheoptimalnumberofactiveantennasindifferentcircumstances.Then,onthebasisoftheantennaconfiguration,wehavestudiedthereso

6、urceallocationprobleminlargescaleMIMOsystem.Weconsideredageneralheterogeneousnetworkmodelwithhighdensityantennas.Basedonproportionalfairnesscriterion,wehavederivedtheoptimalresourceallocationstrategy.Secondly,wehavestudiedtheproblemofMIMOdetectioninlargescaleMIMOsystem.WehavestudiedandproposedaLR-

7、aidedK-bestMIMOdetectorwhichisaimedtosolvethevariabilityofchannelcorrelationinlargescaleMIMOsystem.TheproposedalgorithmachieveslowcomplexityandhighBERperformance,whileit’srobusttothe第III页万方数据ABSTRACTvariabilityof