大規(guī)模MIMO系統(tǒng)導(dǎo)頻污染消除算法研究.pdf

1、大規(guī)模MIMO（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）技術(shù)在基站端配置大規(guī)模天線陣列（通常為幾十根或者數(shù)百根天線），通過增加空間自由度為通信系統(tǒng)獲取復(fù)用增益和分集增益，不僅能使系統(tǒng)的容量得到極大的提高，還可以降低基站的發(fā)射功率，成為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一。然而系統(tǒng)信道相干時(shí)間有限，無法實(shí)現(xiàn)所有用戶的訓(xùn)練導(dǎo)頻序列相互正交，由此引發(fā)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的瓶頸問題——導(dǎo)頻污染。研究表明，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道估計(jì)性

2、能主要受限于導(dǎo)頻污染。因此，導(dǎo)頻污染消除技術(shù)已成為5G領(lǐng)域核心技術(shù)之一。目前該領(lǐng)域已有許多研究成果，其中導(dǎo)頻分配方案設(shè)計(jì)是主要研究熱點(diǎn)，其設(shè)計(jì)原則是在優(yōu)化導(dǎo)頻分配方案的同時(shí)，兼顧頻譜效率。本文圍繞在導(dǎo)頻污染消除方案中如何使用更短的導(dǎo)頻序列，在降低污染的同時(shí)，提升傳輸效率這一問題展開深入研究。論文的主要工作如下:
　　1.針對(duì)傳統(tǒng)導(dǎo)頻分配方案導(dǎo)頻序列過長(zhǎng)、譜效低的問題，本文提出了基于劃分扇區(qū)配置導(dǎo)頻的方案，其思想是在小區(qū)內(nèi)劃分扇區(qū)，

3、同一個(gè)扇區(qū)內(nèi)的用戶使用相互正交的導(dǎo)頻序列，不同扇區(qū)之間的用戶導(dǎo)頻序列復(fù)用，使得導(dǎo)頻污染主要存在于不同的扇區(qū)之間。當(dāng)扇區(qū)之間的用戶波達(dá)方向角不混疊時(shí)，通過貝葉斯估計(jì)，并利用其空域信息的差異達(dá)到消除導(dǎo)頻污染的目的。仿真結(jié)果表明:所提議的導(dǎo)頻配置方案相對(duì)于傳統(tǒng)方案，其在消除導(dǎo)頻污染的同時(shí)，有效降低了導(dǎo)頻序列長(zhǎng)度，以較低的導(dǎo)頻開銷獲得系統(tǒng)有效和速率的顯著提升。然而，本方案需要已知所有用戶的二階信道統(tǒng)計(jì)信息。
　　2.為了以較低的導(dǎo)頻開銷消