Massive MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出技術(shù)(Massive Multiple Input Multiple Output，Massive MIMO)通過在發(fā)射端或接收端配置大量天線，能夠提高系統(tǒng)容量并節(jié)省發(fā)送能量，已成為下一代通信技術(shù)的關(guān)鍵技術(shù)之一。云型無線接入網(wǎng)絡(luò)(Cloud Radio Access Network，C-RAN)，可以降低能源消耗，減少資本開支和運營開支，提高頻譜效率和網(wǎng)絡(luò)容量，已成為一種非常有前景的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)。然而，在C-RAN架構(gòu)中，

2、對連接BBU(Baseband Processing Unit)與RRU(Remote Radio Unit)的前向傳輸鏈路高帶寬、低時延的嚴格要求已成為C-RAN大規(guī)模實現(xiàn)的瓶頸。針對上述背景，本文主要研究了基于C-RAN架構(gòu)的Massive MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)，研究工作如下：
　　首先，本文介紹了MIMO系統(tǒng)模型及 MIMO信道容量。詳細分析了點對點Massive MIMO系統(tǒng)、多用戶Massive MIMO系統(tǒng)、多小

3、區(qū)Massive MIMO系統(tǒng)的系統(tǒng)模型和天線數(shù)趨于無窮時的信道特性和系統(tǒng)容量。
　　其次，本文研究了Massive MIMO系統(tǒng)中的線性預(yù)編碼技術(shù)，主要包括MF(Matched Filter)、ZF(Zero Forcing)和MMSE(Minimum Mean Square Error)預(yù)編碼，對不同預(yù)編碼算法的系統(tǒng)頻譜效率和能量效率進行了分析和性能對比，并比較了不同預(yù)編碼算法在完美信道狀態(tài)信息和不完美信道狀態(tài)信息條件下的性能

4、。此外，介紹了本文所應(yīng)用到的壓縮感知技術(shù)的基本原理，分析了壓縮感知信號重建的幾種主要算法，并對算法的重建性能進行了仿真分析。
　　之后，本文對基于C-RAN架構(gòu)的Massive MIMO預(yù)編碼技術(shù)進行了深入研究。針對前向傳輸鏈路帶寬受限問題，分析了全集中式預(yù)編碼和部分集中式預(yù)編碼的系統(tǒng)容量。為了進一步減輕前向傳輸鏈路負載，本文利用Massive MIMO系統(tǒng)信道相關(guān)特性，結(jié)合壓縮感知技術(shù)，對部分集中式預(yù)編碼進行了改進，并對信道稀疏