基于新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的5G系統(tǒng)信道估計(jì)和預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、近年來，隨著智能手機(jī)的進(jìn)一步普及，用戶們對于高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求呈爆炸式增大，這些需求促進(jìn)了我們對第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)的研究。目前，中國、歐盟和美國都開始了對5G系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究，并且預(yù)計(jì)將在2020年開始商用。相較于現(xiàn)有的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)(4G)系統(tǒng)，5G系統(tǒng)需要在系統(tǒng)容量和頻譜利用率上，進(jìn)一步提高系統(tǒng)的傳輸性能。故而，5G系統(tǒng)需要應(yīng)用一些更加高效的技術(shù)手段，比如Massive-MIMO技術(shù)、信道估計(jì)技術(shù)、預(yù)編碼技術(shù)等等。

2、r>　　Massive-MIMO系統(tǒng)中的復(fù)雜的、大量的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)計(jì)算，就會(huì)極大增加系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理時(shí)延，而未來5G系統(tǒng)的一個(gè)非常重要的需求就是數(shù)據(jù)處理中的超低時(shí)延。ITU、IMT-2020等國內(nèi)外5G研究機(jī)構(gòu)均對5G提出了毫秒級的端到端時(shí)延要求，即理想情況下端到端時(shí)延為1ms，典型端到端時(shí)延為5-10ms左右。
　　為了應(yīng)對未來5G系統(tǒng)對于極低時(shí)延的需求，在第二章中，我們介紹了新型軟件定義協(xié)議(Software-Defined Pro

3、tocol, SDP)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的基本思想，并在此SDP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)下提出了軟件定義扇區(qū)(Software Defined Sector, SDS)模式，并對這種軟件定義扇區(qū)模式的計(jì)算復(fù)雜度性能優(yōu)勢進(jìn)行仿真驗(yàn)證；最后介紹了基于軟件定義扇區(qū)模式的時(shí)分導(dǎo)頻幀格式，并將對其進(jìn)行了計(jì)算復(fù)雜度的仿真分析。
　　Massive-MIMO技術(shù)有著很高的頻譜利用率、很好的魯棒性和很高的傳輸速率等優(yōu)勢，故而成為下一代蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng)(5G)中非常被看好的

4、技術(shù)之一。移動(dòng)信道的信道狀態(tài)信息的獲得是Massive-MIMO系統(tǒng)中的關(guān)鍵問題。
　　在第三章中，我們首先介紹了傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中的四種經(jīng)典信道估計(jì)算法，并分析它們在Massive-MIMO系統(tǒng)中的性能和不足；接著提出了一種新型軟件定義扇區(qū)模式信道估計(jì)算法，即SDS-MMSE信道估計(jì)算法，并對其進(jìn)行了性能仿真和結(jié)果分析。本文提出的 SDS-MMSE信道估計(jì)算法可以獲得接近理想 MMSE信道估計(jì)的 MSE性能表現(xiàn)，而不需要額外的開

5、銷。我們還得到了本文所提算法的MSE分析表達(dá)式，這將幫助我們進(jìn)行進(jìn)一步的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和性能估計(jì)。
　　在Massive-MIMO系統(tǒng)中，由于漸進(jìn)正交的信道特性，線性預(yù)編碼技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)近似通道容量的性能表現(xiàn)。
　　在第四章中，我們首先介紹了Massive-MIMO系統(tǒng)中三種經(jīng)典預(yù)編碼算法，然后分析它們在 Massive-MIMO系統(tǒng)中的性能、表現(xiàn)和問題。接著，我們提出了一種軟件定義扇區(qū)模式下的基于對稱逐步超松弛(Symmetric