5G通信系统中massive MIMO-FBMC技术的结合概述

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1、massiveMIMO-FBMC技术综述摘要为了应对第五代移动通信（5G）中更高数据率和更低时延的需求，大规模MIMO（massivemultiple-inputmultiple-output）技术已经被提出并被广泛研究。大规模MIMO技术能大幅度地提升多用户网络的容量。而在5G中的带宽研究方面，特别是针对碎片频谱和频谱灵活性问题，现有的正交频分多址（OrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing,OFDM）技术不可能应对未来的挑战，新的波形方案需要被设计出来。基于此，FBMC（filterbank

2、multicarrier）技术由于具有比OFDM低得多的带外频谱泄露而被受到重视，并已被标准推进组IMT-2020列为5G物理层的主要备选方案之一。本文首先回顾了5G中波形设计方案（主要是FBMC调制）和大规模多天线系统（即massiveMIMO）的现有工作和主要挑战。然后，简要介绍了基于MassiveMIMO的FBMC系统中的自均衡性质，该性质可以用于减少系统所需的子载波数目。同时，FBMC中的盲信道跟踪性质可以用于消除massiveMIMO系统中的导频污染问题。尽管如此，如何将FBMC技术应用于massiveMIMO系统中的误

3、码率、计算复杂度、线性需求等方面仍然不明确，未来更多的研究工作需要在massiveMIMO-FBMC方面展开来。关键词：大规模MIMO；FBMC；自均衡；导频污染；盲均衡16AbstractInordertoaddresstherequirementsofhigherdataratesandlowerlatencyinthefifthgenerationmobilecommunicationsystems(5G),massivemultiple-inputmultiple-output(MIMO)hasbeenproposedan

4、discurrentlyanactiveareaofresearch.Thisisduetothefactthattheycangreatlyincreasethecapacityofmultiusernetworks.Inthequestforbandwidth,particularchallengesthatneedtobeaddressedinthecontextof5Garefragmentedspectrumandspectrumagility.Itisunlikelythatthesechallengescanbesa

5、tisfiedusingOrthogonalFrequencyDivisionMultiplexing(OFDM),andnewwaveformsarerequired.Thefilterbankmulticarrier(FBMC)techniquehasbeenlistedbyIMT-2020asoneofthekeyphysicallayercandidatesin5G,sincetheFBMChasmuchlowerout-of-bandradiationthantheOFDM.Thisarticlereviewsexist

6、ingrelatedworkandidentifiesthemainchallengesinthekey5Gareaattheintersectionofwaveformdesign(especiallyforFBMC)andlarge-scalemultipleantennasystems,alsoknownasMassiveMIMO.Thepropertyofself-equalizationisthenintroducedforFBMC-basedMassiveMIMO,whichcanreducethenumberofsu

7、bcarriersrequiredbythesystem.ItisalsoshownthattheblindchanneltrackingpropertyofFBMCcanbeusedtoaddresspilotcontamination-oneofthemainlimitingfactorsofMassiveMIMOsystems.Nevertheless,theimplicationsofFBMConerror-rateperformance,computationalcomplexity,andlinearityrequir

8、ementsinlarge-scaleMIMOsystemswithpotentiallyhundredsofantennasatthebasestationarestillunclear.Moreresearchworkscorrespondto