大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的漸近信干比與功率增益研究.pdf

1、隨著智能手機(jī)的普及和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的快速發(fā)展，未來(lái)的通信系統(tǒng)亟需更高的有效性和可靠性。當(dāng)前無(wú)線通信存在頻譜資源低下，功耗過(guò)高的弊端。未來(lái)移動(dòng)通信將向更高效率、更高速率、更加智能的趨勢(shì)發(fā)展。傳統(tǒng)通過(guò)物理層技術(shù)（例如編碼）努力提高的增益，已遠(yuǎn)不如直接在基站增加天線，增加帶寬，增加基站提高的速率快。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)是在基站端增加天線個(gè)數(shù)，通過(guò)利用空間信道資源，增加分集、數(shù)據(jù)傳輸速率。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通過(guò)利用天線的大量冗余來(lái)?yè)Q取系統(tǒng)的性能，在提

2、高頻譜效率的同時(shí)提高能量效率，將成為5G的核心技術(shù)。大規(guī)模MIMO可以減小發(fā)射功率和干擾，提高數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。更重要的是，隨著基站天線數(shù)的增加，小尺度衰落和熱噪聲可以被平滑掉。本文主要對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的SINR漸近性和功率規(guī)模增益進(jìn)行研究分析。主要內(nèi)容如下:
　　首先，將大數(shù)定理應(yīng)用到大規(guī)模MIMO的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO場(chǎng)景和多用戶MIMO場(chǎng)景中，介紹了用戶和基站之間的信道矩陣的行近似正交，并分析了預(yù)編碼對(duì)大規(guī)模MIMO信道帶

3、來(lái)的變化。
　　其次，研究了單小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下行鏈路預(yù)編碼，推導(dǎo)了四種預(yù)編碼下(MRT，ZF，MMSE，RCI)系統(tǒng)的下行漸近SINR的閉合表達(dá)式，得出影響系統(tǒng)性能的參數(shù)。通過(guò)仿真驗(yàn)證大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中漸近SINR公式的正確性，并對(duì)比了不同預(yù)編碼下系統(tǒng)性能差異，得出在四種線性預(yù)編碼中RCI預(yù)編碼性能最佳。
　　最后，分別介紹了單小區(qū)和多小區(qū)場(chǎng)景下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行線性接收機(jī)的漸近信干比，提出了功率規(guī)模增益。通過(guò)