面向5G的下行多天線傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、為了滿足未來(lái)無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸爆炸式的增長(zhǎng),5G(第五代移動(dòng)通信技術(shù))移動(dòng)通信系統(tǒng)對(duì)頻譜效率和能耗效率提出了更高的要求。在5G關(guān)鍵技術(shù)探索中,大規(guī)模MIMO(Massive MIMO)技術(shù)能夠深度挖掘空間維度無(wú)線資源,大幅度提升無(wú)線通信系統(tǒng)的頻譜效率和能耗效率,脫穎而出,成為支撐未來(lái)新一代寬帶綠色移動(dòng)通信最具潛力的研究方向之一。而有關(guān)研究工作尚處于起步階段,存在著具有挑戰(zhàn)性的基礎(chǔ)理論和關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題有待深入系統(tǒng)的研究。因此需要在此領(lǐng)域展開(kāi)大規(guī)模

2、MIMO無(wú)線通信理論和技術(shù)研究,包括復(fù)雜無(wú)線環(huán)境中大規(guī)模MIMO信道模型和信道容量分析、信道狀態(tài)信息獲取理論和技術(shù)等。
　　本文首先介紹了多天線技術(shù)的演進(jìn)及下行多用戶MIMO關(guān)鍵技術(shù),探討了新型的多天線技術(shù)在信息理論容量、下行預(yù)編碼技術(shù)、空間信道模型、信道估計(jì)、信道檢測(cè)等方面的研究現(xiàn)狀,以及大規(guī)模MIMO在這些關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題上面臨的挑戰(zhàn)。然后對(duì)大規(guī)模MIMO下行有限反饋預(yù)編碼技術(shù)展開(kāi)研究,提出了優(yōu)化信道狀態(tài)信息獲取的方法和有效的用戶

3、選擇算法。所提的優(yōu)化信道狀態(tài)信息獲取的方法通過(guò)對(duì)碼本進(jìn)行子采樣和預(yù)編碼索引值重排,能夠有效地減少反饋的開(kāi)銷,降低反饋信道傳輸發(fā)生差錯(cuò)所帶來(lái)的性能損失。同時(shí)針對(duì)大規(guī)模MIMO發(fā)射天線數(shù)達(dá)到一定數(shù)量級(jí),傳統(tǒng)的用戶選擇算法復(fù)雜度呈指數(shù)性增加的問(wèn)題,提出了基于量化預(yù)編碼的用戶選擇算法。該算法利用凸優(yōu)化的方法獲取了一組最佳的用戶集,充分考慮了用戶選擇算法復(fù)雜度問(wèn)題和系統(tǒng)性能等問(wèn)題,適用于大規(guī)模MIMO。
　　考慮到搭建更接近實(shí)際的信道模型對(duì)

4、大規(guī)模MIMO傳輸技術(shù)的研究具有重要影響。因?yàn)橹挥袑?duì)MIMO信道進(jìn)行了足夠精確的建模,建立精確的無(wú)線信道模型來(lái)描述MIMO信道特性,才能更準(zhǔn)確的對(duì)新技術(shù)進(jìn)行鏈路級(jí)或系統(tǒng)級(jí)的仿真。因此本文除了從下行預(yù)編碼方面的優(yōu)化來(lái)適應(yīng)大規(guī)模MIMO的發(fā)展,本文還從信道建模方面著手,搭建了更能描述實(shí)際信道情況的新信道模型。該信道模型充分考慮了垂直維度的信息,擴(kuò)展了當(dāng)前2D信道模型,完成了3D信道建模,并對(duì)該信道模型從下列指標(biāo)進(jìn)行了校驗(yàn),包括用戶分布、耦合