大規(guī)模MIMO系統(tǒng)同步及全向傳輸技術(shù)研究.pdf

1、隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的新興業(yè)務(wù)將通過(guò)無(wú)線的方式提供給用戶。在無(wú)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(dòng)通信系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)，而大規(guī)模MIMO技術(shù)通過(guò)深度挖掘空間無(wú)線資源很好地迎合了移動(dòng)通信的發(fā)展趨勢(shì)。在大規(guī)模MIMO無(wú)線傳輸系統(tǒng)中，針對(duì)特定用戶的業(yè)務(wù)信號(hào)一般采用定向波束進(jìn)行傳輸，公共信號(hào)則需要實(shí)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(chǔ)上設(shè)計(jì)下行時(shí)頻同步和

2、公共控制信號(hào)傳輸。
　　首先，研究基于預(yù)編碼的全向傳輸方法，預(yù)編碼矩陣設(shè)計(jì)是該傳輸方法的關(guān)鍵。結(jié)合大規(guī)模MIMO信道特征，從角度域信號(hào)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(gè)方面推導(dǎo)出預(yù)編碼矩陣所需滿足的三個(gè)基本條件，并分別基于Zadoff-Chu(ZC)序列和Golay序列給出了預(yù)編碼矩陣的設(shè)計(jì)實(shí)例。通過(guò)比較信號(hào)傳輸全向性、收發(fā)端遍歷互信息量以及信號(hào)的峰均比(PAPR)，選出性能較優(yōu)的預(yù)編碼

3、矩陣設(shè)計(jì)。
　　接著，研究大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的下行時(shí)頻同步技術(shù)。作為用戶設(shè)備(UE)進(jìn)行小區(qū)搜索的關(guān)鍵，同步信號(hào)必須在小區(qū)內(nèi)實(shí)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(chǔ)上，指出傳統(tǒng)的同步信號(hào)分集發(fā)送方法應(yīng)用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)時(shí)存在的缺陷。針對(duì)這一情況，提出采用ZC序列作為同步信號(hào)發(fā)送的權(quán)值向量。為了優(yōu)化同步信號(hào)的全向性能，進(jìn)一步提出利用雙同步序列進(jìn)行全向預(yù)編碼生成同步信號(hào)。基于最大似然準(zhǔn)則，推導(dǎo)了符號(hào)定時(shí)與頻偏聯(lián)合估

4、計(jì)算法。為降低計(jì)算復(fù)雜度，提出采用分段互相關(guān)算法分別進(jìn)行符號(hào)定時(shí)和頻偏估計(jì)。仿真結(jié)果表明，利用雙同步序列生成同步信號(hào)能取得更好的時(shí)頻同步性能。
　　最后，研究以廣播信號(hào)、控制信號(hào)為代表的公共控制信號(hào)在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的傳輸方法。利用全向預(yù)編碼矩陣，提出一種具有低導(dǎo)頻開(kāi)銷(xiāo)和低實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度的公共控制信號(hào)分集傳輸方法。針對(duì)小區(qū)間干擾問(wèn)題，提出迭代軟干擾消除接收方法。該方法采用迭代技術(shù)對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)、譯碼，通過(guò)干擾重構(gòu)消除干擾信號(hào)的