大規(guī)模MIMO校準波形同步關(guān)鍵技術(shù)研究與驗證.pdf

1、無線產(chǎn)品的普遍應用，使無線頻譜成為公認的稀缺資源，大規(guī)模MIMO技術(shù)能夠更有效地提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率，是未來5G關(guān)鍵技術(shù)之一。
　　在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，隨著基站側(cè)天線數(shù)量的增多，如何消除用戶間干擾也顯得尤為重要。波束成形技術(shù)可以用來消除用戶間干擾，實際中，由于收發(fā)通道不一致，導致波束成形畸變，往往需要校正才能滿足要求。論文主要研究了通道校準時間捕獲同步的內(nèi)容。能否精確捕獲影響了通道校準結(jié)果，面對此挑戰(zhàn)，論文做了如下工作：

2、
　　首先，研究了大規(guī)模MIMO中的時間同步技術(shù)現(xiàn)狀，介紹了通道校準時間同步的背景，包括幀結(jié)構(gòu)設計與通道校準算法、流程、結(jié)構(gòu)設計及校準序列的選擇。在此基礎(chǔ)上，對時間同步模塊進行結(jié)構(gòu)劃分、設計同步流程、選定同步算法，并對算法進行仿真驗證。具體如下：
　　(1)在設計同步流程過程中，考慮到工程實現(xiàn)因素，結(jié)合通道校準流程和幀結(jié)構(gòu)，對同步流程做簡化處理：參考天線和第一根被校天線分別做一次同步，其他以此為參考，來獲得校準序列的幀頭位置

3、，達到節(jié)約資源、減少功耗的目的。
　　(2)根據(jù)校準序列選取原則，選定ZC序列為校準序列，并將其前256序列作為同步序列。針對 ZC序列的生成提出了解決方案，仿真驗證了生成的 ZC序列滿足校準序列的需求。
　　(3)選定同步算法以及同步序列后，在高斯、萊斯信道下，天線收發(fā)配置為8×1和16×1，分別對該算法進行仿真驗證。在信噪比為0dB時，統(tǒng)計了選取不同門限值的捕獲概率和虛警概率。在選取合適的門限值時，可實現(xiàn)捕獲概率為100

4、％，虛警概率為0。證明同步算法可行。
　　其次，將同步算法在FPGA上進行實現(xiàn)。按功能劃分，對同步模塊的接口定義，內(nèi)部函數(shù)以及處理流程分別進行詳細說明。在實現(xiàn)過程中，依據(jù)幀結(jié)構(gòu)中校準序列所在OFDM符號位置，通過對發(fā)送序列OFMD符號進行計數(shù)，來縮小同步處理范圍，減少功耗。
　　最后，在大規(guī)模MIMO平臺上，對時間同步模塊進行測試，觀察到具有唯一且遠高于其他次峰的同步峰，以及校準前后校準系數(shù)的對比，說明同步滿足大規(guī)模MIMO