面向5G的大规模MIMO无线传输技术研究.pdf

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3、或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京邮电大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。一与我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法说明并表示了谢意。本人学位论文及涉及相关资料若有不实，愿意承担切相关的律责任。研究生签名：—日期：南京邮电大学学位论文使用授送权声明本人授权南京邮电大学可Ｗ保留并向国家有关部口或化构交论入文的复印件和电子文可档；允许论文被查阅和借阅：可１＾将学位论文的全部或部分内容编有关数据库进行检索纸质；Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、

4、汇编本学位论文。本文电子文档的内容和一理论文的内容相致。论文的公布（包括刊登）授权南京邮电大学研究生院办。涉密学位论文在解密后适用本授权书。？心研究生签名：豕弁ｊ导师签名：期：孫畔１ResearchonMassiveMIMOTechnologyfor5GWirelessCommunicationsDissertationSubmittedtoNanjingUniversityofPostsandTelecommunicationsfortheDegreeofDOCTOROFPHILOSOPHYB

5、yZHANGQiSupervisor:Prof.ZHUHongboOctober2015摘要随着人们对高速率、高质量无线通信需求的飞速增长，预计2020年通信需求量将达到目前的1000倍。因此，可大幅提升系统容量及频谱和能量效率的第五代移动通信技术（5G）应运而生，并迅速引起了人们的广泛关注，而大规模MIMO正是其中最主要的技术手段之一。本论文针对实际应用场景，关注了更具一般性的莱斯信道，分析了大规模MIMO相对于传统MIMO的容量提升程度，给出了其发送功率缩减特性及导频污染消除方法等创新性结论。同时，也提出了一种

6、适用于多小区的低复杂度功率控制机制，并在此基础上分析了大规模MIMO功率控制方案的多种适用情形，具体工作如下：首先，研究了莱斯信道下大规模MIMO的发送功率缩减特性。不同于以往大规模MIMO研究，本文考虑了包含视距分量的更具普遍性的莱斯信道。在单小区多用户MIMO系统中，分别在基站获知理想和非理想信道状态信息前提下，利用最大比合并和迫零接收机，分析了系统的上行可达速率，并得到了莱斯信道下的功率缩减特性：若基站可获知理想信道状态信息，当基站天线数（M）趋向于无穷大时，不论在哪一种接收机下，每用户的发送功率均可减小到原

7、来的1/M，且保证系统性能不衰减；若基站只可获知非理想信道状态信息，用户可缩减的功率比例是与信道状态相关的，即：若信道包含视距分量，则每用户的发送功率仍可减小到原来的1/M，若信道中无视距分量，即瑞利信道，则每用户的发送功率只能减小到原来的1/M。其次，研究了莱斯信道下多小区大规模MIMO系统的频谱性能，给出了导频污染消除方法。在莱斯信道下的多小区多用户MIMO系统中，分别在基站获知理想和非理想信道状态信息的条件下，探索了加入视距分量对系统性能的影响。理论研究表明，小区性能可随视距分量比例的提升而提升。特别是在基站

8、获知非理想信道状态信息时，视距分量比例或基站天线数增加至一定程度后，小区速率都会在导频污染影响下趋向于某个固定值。但若两者同时增大，小区速率可无限提升。这表明当基站天线数和视距分量比例都加大时，小区中的所有干扰和噪声都被消除，导频污染随之消失。本文也同时研究了多小区环境下的用户功率缩减特性，其结论与单小区场景保持一致。最后，研究了多小区大规模MIMO系统下的