大規(guī)模MIMO系統(tǒng)同步及全向傳輸技術研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，越來越多的新興業(yè)務將通過無線的方式提供給用戶。在無線資源日趨緊張的情況下，超高的頻譜效率以及功率效率將是下一代移動通信系統(tǒng)發(fā)展的關鍵目標，而大規(guī)模MIMO技術通過深度挖掘空間無線資源很好地迎合了移動通信的發(fā)展趨勢。在大規(guī)模MIMO無線傳輸系統(tǒng)中，針對特定用戶的業(yè)務信號一般采用定向波束進行傳輸，公共信號則需要實現(xiàn)全向傳輸以保證全小區(qū)覆蓋。本文研究適用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的全向傳輸方法，在此基礎上設計下行時頻同步和

2、公共控制信號傳輸。
　　首先，研究基于預編碼的全向傳輸方法，預編碼矩陣設計是該傳輸方法的關鍵。結合大規(guī)模MIMO信道特征，從角度域信號全向性、發(fā)送天線功放(PA)利用率以及i.i.d.信道下遍歷互信息量最大化三個方面推導出預編碼矩陣所需滿足的三個基本條件，并分別基于Zadoff-Chu(ZC)序列和Golay序列給出了預編碼矩陣的設計實例。通過比較信號傳輸全向性、收發(fā)端遍歷互信息量以及信號的峰均比(PAPR)，選出性能較優(yōu)的預編碼

3、矩陣設計。
　　接著，研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的下行時頻同步技術。作為用戶設備(UE)進行小區(qū)搜索的關鍵，同步信號必須在小區(qū)內實現(xiàn)可靠的全向傳輸。在回顧LTE系統(tǒng)下行主同步傳輸?shù)幕A上，指出傳統(tǒng)的同步信號分集發(fā)送方法應用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)時存在的缺陷。針對這一情況，提出采用ZC序列作為同步信號發(fā)送的權值向量。為了優(yōu)化同步信號的全向性能，進一步提出利用雙同步序列進行全向預編碼生成同步信號?；谧畲笏迫粶蕜t，推導了符號定時與頻偏聯(lián)合估

4、計算法。為降低計算復雜度，提出采用分段互相關算法分別進行符號定時和頻偏估計。仿真結果表明，利用雙同步序列生成同步信號能取得更好的時頻同步性能。
　　最后，研究以廣播信號、控制信號為代表的公共控制信號在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的傳輸方法。利用全向預編碼矩陣，提出一種具有低導頻開銷和低實現(xiàn)復雜度的公共控制信號分集傳輸方法。針對小區(qū)間干擾問題，提出迭代軟干擾消除接收方法。該方法采用迭代技術對干擾信號進行檢測、譯碼，通過干擾重構消除干擾信號的