發(fā)布時間：2020-11-05 17:40

　　 大規(guī)模MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技術(shù)因其潛在的優(yōu)勢而得到了廣泛的研究。研究結(jié)果表明,準確的信道狀態(tài)信息(CSI,Channel State Information)是充分發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢的重要條件之一。一般情況下,接收端基于導(dǎo)頻信號(pilot signals)進行信道估計以獲取CSI,這也導(dǎo)致導(dǎo)頻信號會直接影響CSI的準確性。事實上,要想保障CSI估計的準確度,通常要求系統(tǒng)中所有用戶的導(dǎo)頻信號均相互正交。然而,這種正交性的實現(xiàn)會消耗大量的資源�？紤]到頻譜資源和信道相干時間的限制,研究者們采用了導(dǎo)頻復(fù)用的方法,即不同小區(qū)中的用戶使用同一導(dǎo)頻信號,而同一小區(qū)中的用戶則保持導(dǎo)頻信號的正交性。對于導(dǎo)頻復(fù)用的情況,由于接收端不能夠準確地區(qū)分目標小區(qū)和干擾小區(qū)的導(dǎo)頻信號,因而抑制了信道估計精度的提升,進而導(dǎo)致系統(tǒng)性能的下降。這種現(xiàn)象被稱為導(dǎo)頻污染(pilot contamination),其最直接的影響就是系統(tǒng)在數(shù)據(jù)解碼時會出現(xiàn)錯誤平層(error floor)。針對存在導(dǎo)頻復(fù)用的大規(guī)模MIMO上行傳輸系統(tǒng),本文對系統(tǒng)中的導(dǎo)頻污染進行了詳細的研究分析并給出相應(yīng)對策。具體的研究成果包括以下方面:第一方面,論文揭示了導(dǎo)頻污染導(dǎo)致錯誤平層產(chǎn)生的深層原因,基于對“中心翻轉(zhuǎn)”事件的詳細分析,由此給出了系統(tǒng)錯誤平層的估計公式。第二方面,基于一個等效的信號發(fā)送-接收方程及相應(yīng)的“系統(tǒng)指標數(shù)”這一概念,通過對不同小區(qū)用戶錯誤平層的理論分析,論證了系統(tǒng)指標數(shù)對系統(tǒng)性能的影響。最后,為了減小導(dǎo)頻污染的影響,論文通過將篩選后的解碼信號添加到導(dǎo)頻序列中,提出了一種基于迭代的信道估計算法。基于此算法,根據(jù)兩種發(fā)送信號星座圖的選擇方法,分別提出相應(yīng)的信號篩選標準。仿真結(jié)果證明了該算法可以有效地提高了信道估計精度和系統(tǒng)性能。
【學(xué)位單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN820;TN929.5
【部分圖文】：

圖 1.1 大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)基于隨機矩陣理論漸進方面的論點可以證明，不相關(guān)噪聲和小尺度衰落的干擾是可的，并且可以通過大規(guī)模 MIMO 技術(shù)的優(yōu)勢的利用，基站端天線數(shù)將會影響發(fā)送個比特所需要的能量，即當天線個數(shù)不斷增加，發(fā)送所需能量也將逐漸減小甚至消，可以使用匹配（MF）濾波預(yù)編碼或檢測解碼技術(shù)等簡單的信號處理方法來進一規(guī)模 MIMO技術(shù)優(yōu)勢。在文獻[20]中，假設(shè)在真實信道傳播環(huán)境下，無論上行鏈路接）或者下行鏈路（前向鏈接）傳輸，基于 MF 解碼，非協(xié)作的大規(guī)模 MIMO 系現(xiàn) 40 個用戶都可以達到 17Mb/s 的數(shù)據(jù)傳輸速率，每個小區(qū)都只需要保證在 20MH寬下有 730Mb/s 的平均吞吐量以及 26.5bps/Hz 的整體頻譜效率。除了利用更完美造方式來形成更好的發(fā)送信號以及更好的干擾消除，大規(guī)模 MIMO 技術(shù)可以利用接收端的天線數(shù)目的巨大差距形成的大量自由度來進一步降低干擾甚至零干擾[21]。由于大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)中的大量傳輸天線，所以較單天線系統(tǒng)而言，在能源效率潛在優(yōu)勢。在文獻[22]中表明，針對大規(guī)模 MIMO上行傳輸鏈路，在基站接收端有狀態(tài)信息（CSI）的情況下，發(fā)送端每個單天線用戶的發(fā)送信號功率可以按照基站比例的降低，而在接收端無法完全知悉 CSI 時，則是按照基站天線數(shù)的均方成比

圖 3.31cm ∈ D時 y1 的概率密度函數(shù)分布第二部分是1 1 11,1 1 1 11,2m ρ a x ≥ m ρ a x，即1m ∈ D，如圖 3.4 所示，在這種情況變量 y1 的中心點是在錯誤區(qū)域 D 的內(nèi)部。此時，隨機變量所產(chǎn)生的大部分點相1 11,1 a x來說更靠近1 11,2ρ a x，因此信號解碼時出現(xiàn)錯誤。而且，和圖 3.3 相反的是，比對于錯誤概率來說是負面影響的，隨著信噪比的增加導(dǎo)致錯誤概率趨近于 1。我情況叫做“中心翻轉(zhuǎn)”事件，在下一節(jié)中我們會對“中心翻轉(zhuǎn)”進行詳細分析，事致了錯誤層的產(chǎn)生。區(qū)域D

圖 3.31cm ∈ D時 y1 的概率密度函數(shù)分布二部分是1 1 11,1 1 1 11,2m ρ a x ≥ m ρ a x，即1m ∈ D，如圖 3.4 所示，在這種情況量 y1 的中心點是在錯誤區(qū)域 D 的內(nèi)部。此時，隨機變量所產(chǎn)生的大部分點相11,1x來說更靠近1 11,2ρ a x，因此信號解碼時出現(xiàn)錯誤。而且，和圖 3.3 相反的是，對于錯誤概率來說是負面影響的，隨著信噪比的增加導(dǎo)致錯誤概率趨近于 1。我況叫做“中心翻轉(zhuǎn)”事件，在下一節(jié)中我們會對“中心翻轉(zhuǎn)”進行詳細分析，事了錯誤層的產(chǎn)生。區(qū)域D
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本文編號：2871969