减轻大规模mimo系统中导频污染的研究

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1、学校代码：10289分类号：TN92密级：公开学号：132030017江苏科技大学硕士学位论文减轻大规模MIMO系统中导频污染的研究研究生姓名何庆松导师姓名解志斌申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业信号与信息处理论文提交日期2016年04月29日研究方向现代通信系统论文答辩日期2016年06月08日与通信技术答辩委员会主席张尤赛评阅人2016年06月08日分类号：TN92密级：公开学号：132030017工学硕士学位论文减轻大规模MIMO系统中导频污染的研究学生姓名何庆松指导教师解志斌副教授江苏科技大学二0一六年六

2、月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchesonPilotContaminationReductioninMassiveMIMOSystemsSubmittedbyHeQing-songSupervisedbyXieZhi-binJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2016江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师

3、的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：何庆松2016年6月12日摘要摘要伴随无线网络系统的稳步发展以及智能终端的不断推广，现代通信系统需要更高的传输速率和可靠性。然而移动通信业务的快速增长，使得无线频谱资源也日益紧张。第四代移动通信技术的日益成熟，让人们看到了多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Ou

4、tput,MIMO)技术的性能潜力。它不仅可以带来频谱效率的大幅提升，而且还可以使得无线链路传输性能变得更加可靠。大规模MIMO(MassiveMIMO)技术在现有MIMO技术的基础上进一步提高了系统性能，它可以有效的应对未来无线数据爆炸式增长的需求。相比较于传统的MIMO技术，大规模MIMO技术可通过直接增加基站处的天线数量（几十或上百根）来实现。该技术通过增加空间自由度的方式，在不需要额外带宽的情况下大幅度地提升系统容量。但是当应用到多小区蜂窝网络中，由于正交导频数量有限使得相邻小区之间导频存在复用，即造成导频污染问题。而导频

5、污染问题严重影响了信道估计的准确性，限制了系统性能。因此，本文主要研究大规模MIMO系统中导频污染的问题。本文完成的工作如下：一、阐述了大规模MIMO系统的技术优势及研究热点，分析了大规模MIMO技术的性能特性，包括系统模型、信道空间衰落模型等等，并在此基础上着重探究比较了大规模MIMO系统中导频污染问题的解决方案；随后详细研究了大规模MIMO系统中的信道估计方法与预编码方案；二、在详细地分析研究了现有大规模MIMO蜂窝网络同步导频传输方案的基础上，探究了导频污染的产生原因；随后分析了改进后的基于偏移导频传输方案，该方案通过在时域

6、上将目标小区导频帧与相邻小区数据帧相对应，从而到达减轻系统中导频污染的目的；最后通过仿真验证了导频污染对系统性能的影响及偏移导频传输方案的有效性；三、结合对系统信道估计均方误差的性能分析，在同步导频传输及偏移导频传输方案的基础上，提出一种时隙交错导频传输方案，该方案通过将小区分组，组内不同小区使用不同导频帧结构以达到减轻导频污染的目的，最后通过仿真实验验证了该方案的优越性。关键词：大规模MIMO；导频污染；蜂窝网络；时分双工系统；时隙交错导频IAbstractAbstractWiththesteadydevelopmentofwi

7、relessnetworksystemandpopularityofintelligentterminals,highertransmissionrateandreliabilityarerequiredinmoderncommunicationsystem.Ontheotherhand,withtherapidgrowthofmobilecommunicationservices,thewirelessspectrumresourcesareincreasinglystrained.Therefore,thetechnician

8、triedtodiscoverthepotentialofthemultiple-inputmultiple-output(MIMO)antennatechnologyinfourthgenerationmobilecommunicationsys