大规模MIMO系统下的导频随机接入方案

《大规模MIMO系统下的导频随机接入方案》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、’＇．．Ｉ＇财名謂成衫＿硕士学位论文｜．‘．Ｉ＾＇，大规模ＭＩＭＯ系统下的导频随机接入方案＾Ｗ作者姓名李晓洁指导教师姓名、职称李颖教授申请学位类别工学硕士学校代码10701学号1501120102分类号TN915密级公开西安电子科技大学硕士学位论文大规模MIMO系统下的导频随机接入方案作者姓名：李晓洁一级学科：信息与通信工程二级学科：通信与信息系统学位类别：工学硕士指导教师姓名、职称：李颖教授学院：通信工程学院提交日期：2018年4月PilotRandomAccessS

2、chemesinMassiveMIMOSystemsAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinCommunicationsandInformationSystemsByLiXiaojieSupervisor:LiYingTitle:ProfessorApril2018摘要摘要随着物联网技术的兴起与普及，海量机器类型通信（MachineTypeCommunicati

3、ons，MTC）终端需要通过网络传输信息。在大规模多输入多输出（Multiple-InputMultiple-Output，MIMO）系统的信道估计过程中，若使用传统的导频分配方式，很难为各终端分配相互正交的导频序列，使得基站无法估计出正确的信道信息，形成导频污染现象。导频污染问题成为制约大规模MIMO信道容量的主要因素。因此，研究有效的导频分配方案显得尤为重要。导频随机接入（PilotRandomAccess，PRA）是近年来研究学者提出的导频分配方案之一，可有效缓解导频污染问题。本文重点研究并讨论了过

4、负载场景下，大规模MIMO系统下的导频随机接入方案。为深刻了解导频随机接入过程，本文首先详细介绍长期演进型（LongTermEvolution，LTE）系统下的随机接入机制，并重点介绍基于竞争的随机接入过程。随后，针对M2M通信系统下物理随机接入信道（PhysicalRandomAccessChannel，PRACH）过负载问题，简单描述了6种解决方案。最后，详细介绍了两种主要的导频随机接入方案——最强用户冲突解决（StrongestUserCollisionResolution，SUCR）方案和基于编码

5、的随机接入（CodedPilotAccess,CPA）方案，并分析了两种方案各自的优劣。为了解决大规模MIMO系统下的导频污染问题，本文提出一种联合SUCR算法和定时提前信息（TimingAdvance，TA）信息的导频随机接入方案，即SUCR-TA方案。该方案关键在于为每个导频序列选择了合适的TA值，降低了SUCR方案过程中参与最强用户判决的终端数量，继而提高了系统的冲突解决概率。仿真和理论结果表明，与SUCR方案相比，SUCR-TA方案极大地增加了系统成功接入终端数量。考虑到导频随机接入过程中空导频现

6、象造成的导频资源浪费问题，本文通过在SUCR-TA方案接入过程中使用空导频，提出SUCR-TA-IPA（SUCR-TA-IdlePilotAccess）方案。仿真结果表明，与SUCR-TA方案相比，SUCR-TA-IPA方案可改善导频资源浪费问题，同时也进一步增加了系统成功接入终端数量。此外，本文还将SUCR、SUCR-TA以及SUCR-TA-IPA方案引入多时隙接入系统。文中还对三种方案在多时隙系统的成功接入用户数进行仿真，结果表明SUCR-TA-IPA方案拥有最佳的系统性能。关键词：大规模MIMO，导

7、频污染，导频随机接入，SUCR-TA，SCUR-TA-IPAIABSTRACTABSTRACTWiththepopularizationoftheinternetofthings,massiveMachineTypeCommunications(MTC)needtobeconnectedthroughthenetwork.Forthechannelestimationinmassivemultipleinputmultipleoutput(MIMO)systems,itisinfeasibletoallo

8、cateeachterminaladedicatedpilotviatheconventionalpilotallocationmechanism.Thus,thebasestation(BS)cannotestimatethedatacorrectly,whichiscalledpilotcontamination.Pilotcontaminationisregardedasthemainchallengeinmassive