大規(guī)模天線系統(tǒng)中具有低復(fù)雜度的解碼方法的研究.pdf

1、無(wú)線通信是通信系統(tǒng)中發(fā)展最快的技術(shù)之一，已經(jīng)提供了高速和穩(wěn)定可靠的數(shù)據(jù)傳輸。但隨著人們對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾屎唾|(zhì)量的要求越來(lái)越高，對(duì)無(wú)線通信技術(shù)的要求也在不斷提高。大規(guī)模天線技術(shù)是一種新興的無(wú)線傳輸技術(shù)，具有高效的頻譜效率和良好的系統(tǒng)性能，使其成為下一代無(wú)線通信（5G）技術(shù)的備選之一。
　　大規(guī)模天線系統(tǒng)是指，基站端采用大規(guī)模天線陣列，天線數(shù)目可能是幾百或者更多的天線系統(tǒng)。大規(guī)模天線系統(tǒng)具有傳統(tǒng)多用戶MIMO系統(tǒng)所具有的優(yōu)點(diǎn)，且不同用戶

2、間的信道的漸近正交性，能夠提高系統(tǒng)的傳輸速率，增加鏈路的可靠性和減少系統(tǒng)間的干擾。而在此系統(tǒng)中，盡管常用的線性信道估計(jì)和線性解碼方法，例如，迫零（ZF）解碼、最小均方誤差（MMSE）解碼和最大比合并（MRC）解碼等，能夠?qū)崿F(xiàn)高效性能，但是隨著天線數(shù)目增多，由于需要求信道的逆矩陣，計(jì)算復(fù)雜度會(huì)很高。為此，尋求具有低復(fù)雜度的解碼方法，是大規(guī)模天線系統(tǒng)中一項(xiàng)有意義的工作。為了尋求低復(fù)雜度的解碼方法，利用大規(guī)模天線系統(tǒng)的特性，本論文提出了兩種低

3、復(fù)雜度的解碼方法：一種是快速解碼方法，另一種是簡(jiǎn)單算子解碼方法。
　　快速解碼方法是利用大規(guī)模天線系統(tǒng)中信道的漸進(jìn)正交性提出的。我們將快速解碼方法分成了兩種情況進(jìn)行討論：一種是假設(shè)解碼方完全知道信道狀態(tài)信息。在這種情況下利用大規(guī)模天線系統(tǒng)的漸進(jìn)正交性，在解碼時(shí)不用求解信道矩陣的逆矩陣，將聯(lián)合解碼的極小值問(wèn)題，轉(zhuǎn)換成KL個(gè)具有極低解碼復(fù)雜度的求解問(wèn)題，從而使計(jì)算復(fù)雜度大大的降低。另一種是假設(shè)信道狀態(tài)信息是未知的情況。在此情況下，也是

4、利用信道的漸進(jìn)正交性，將聯(lián)合解碼方法的極小值問(wèn)題展開(kāi)成K個(gè)極小值問(wèn)題的求解，且也不用計(jì)算信道矩陣的逆矩陣，從而也大大地降低了解碼的復(fù)雜度。簡(jiǎn)單算子解碼是基于大規(guī)模天線系統(tǒng)的下列特性：在隨著基站天線數(shù)的不斷增加，用戶間的非相關(guān)干擾和加性噪聲會(huì)消失?；诖颂卣?，本論文提出了一種基于導(dǎo)頻傳送的低復(fù)雜度的解碼方法。該方法是通過(guò)將接收到的基帶觀察矩陣和接收到的數(shù)據(jù)信號(hào)矩陣進(jìn)行聯(lián)合處理，從而得到的一種不用估計(jì)出信道矩陣，更不用計(jì)算信道矩陣的逆矩陣的