大规模mimo系统预编码技术的研究

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1、隶．初大·坚硕士学位论文万方数据大规模⋯M0系统预编码技术的研究中国·南京·东南大学信息科学与工程学院移动通信国家重点实验室二零一四年四月万方数据RESEARCHONPI迮CODINGTECHNOLOGIESINMASSⅣEMIMOSYSTEMSAThesisSubmittedtoGraduateSchoolOfSoutheastUniversityfortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringBYZhangXinSupervisedbyWuBingyangNationalMobileCommuni

2、cationsResearchLaboratorySchoolofInformationScienceandEngineeringSoutheastUniversityApril2014万方数据东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研究生签

3、名：东南大学学位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。研究生签名：导师签名万方数据摘要大规模MIMO(MassiveMIMO)技术通过在通信系统的基站端装置大量的天线来实现高速数据传输，具有广阔的发展前景

4、，是当前无线通信的研究热点。理论上，随着系统天线数量的无限增加，大规模MIMO系统的发送功率可以降低到任意小，非相干噪声与干扰的影响也将消失。但是在实际应用中，大规模MIMO系统的性能受到导频污染的限制，如何设计合理的下行发送方案来抑制导频污染的影响是大规模MIMO技术亟需解决的问题之一。本文研究了TDD多小区大规模MIMO系统的下行发送方案，主要研究工作如下：(1)大规模MIMO系统下行链路线性预编码研究。分析了MF，ZF，MMSE预编码的下行容量性能，给出了不同通信场景下三种线性预编码的下行容量的表达式，并进行了仿真，仿真结果表明

5、当系统天线数量无限增加时，计算复杂度较小的MF预编码方案将取得与MMSE预编码相似的容量性能。因此在大规模MIMO系统中，MF预编码是最实用的预编码方案。(2)大规模MIMO系统下行链路基于导频分配的线性预编码研究。首先分析了发送端采用最大比发送预编码时TDD多小区大规模MIMO系统的导频污染，在此基础上提出了一种最小化导频污染的导频分配方案，在导频污染存在的情况下该方案能够显著改善线性预编码的性能，提高系统的下行容量。(3)TDD多小区大规模MIMO系统基于导频规划的线性预编码研究。提出了一种部分导频复用方案，该方案通过合理规划导频

6、资源达到减少导频污染的目的。与传统的导频复用方案相比，本文所提出的部分导频复用方案在导频资源的利用上更加灵活。仿真结果表明，部分导频复用方案能够改善MF预编码的性能，大幅度提高小区的遍历容量，改善小区边缘用户服务质量。关键词：大规模MIMO，线性预编码，导频污染，导频分配，导频规划万方数据ABSTRACTABSTRACTMassiveMIMOachieveshigh-speeddatatransmissionthroughtheuseofalargenumberofantennasatbases～tationsincommunicat

7、ionsystems．ThemassiveMIMOtechnologyhasabroaddevelopmentprospectandithasbecomeoneofthecurrentresearchfocuses．Theoratically,usinganunlimitednumberofantennas，thetransmitpowerindownlinkoruplinkcanbemadesmallarbitrarilyandtheuncorrelatedinterferenceandnoisevanish．However,inp

8、racticalapplications，theperformanceofthemassiveMIMOislimitedbythepilotcontaminationduringchannelestimation．Thu