Massive MIMO原型系統(tǒng)搭建及信道估計的研究.pdf

1、隨著移動互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)時代的到來，下一代通信網(wǎng)絡(luò)(5G)對傳輸速率、系統(tǒng)容量、傳輸時延和系統(tǒng)功耗提出了更加苛刻的要求。面對上千倍數(shù)據(jù)容量增長、百倍速率提升、百倍用戶接入的挑戰(zhàn)，5G不僅僅是一次簡單的技術(shù)的更新，更是一次非常大的跨越性發(fā)展、同時也是一次重大變革，這也意味著網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)必須升級。Massive MIMO技術(shù)具有顯著提高系統(tǒng)頻譜效率、數(shù)據(jù)傳輸速率和用戶容量以及魯棒性等優(yōu)點，被業(yè)界公認(rèn)為5G最有潛力的候選技術(shù)之一。
　　原型化

2、在5G發(fā)展過程中是一個非常關(guān)鍵的步驟，是推動5G從概念到實現(xiàn)的必備環(huán)節(jié)。搭建基于軟件無線電(SDR，Software Defined Radio)的MassiveMIMO原型驗證平臺是實現(xiàn)5G從理論到應(yīng)用的重要手段。本文搭建了基于NI軟件無線電設(shè)備的64天線TDD傳輸模式的Massive MIMO原型驗證平臺，并完成了基于USRP-RIO的MIMO-OFDM信道估計的研究，所做的主要工作如下:
　　搭建了Massive MIMO原

3、型驗證平臺，設(shè)計了基站和UE的收發(fā)信機(jī)軟硬件系統(tǒng)。設(shè)計搭建Massive MIMO基站軟硬件系統(tǒng)，主要編寫了基于LabVIEWFPGA的Massive MIMO基站接收端的信道估計(LMMSE、LS)程序和聯(lián)合調(diào)試工作。并對兩種信道估計在Massive MIMO平臺上的性能做了驗證和對比分析;基于LTE10.1協(xié)議，搭建了Massive MIMO UE端收發(fā)信系統(tǒng)，對UE端系統(tǒng)架構(gòu)進(jìn)行了軟件設(shè)計，主要包括上位機(jī)端射頻收發(fā)模塊、基帶發(fā)送處

4、理模塊、基帶接收處理模塊，以及系統(tǒng)導(dǎo)頻結(jié)構(gòu)、幀結(jié)構(gòu)、調(diào)制方式等控制信息的設(shè)計;最后，聯(lián)合基站端和UE端對Massive MIMO原型驗證平臺進(jìn)行了功能性測試和信道估計算法的驗證，最終驗證了該平臺搭建的正確性和可行性。
　　設(shè)計搭建了基于NI USRP-RIO軟件無線電平臺的2×2 MIMO-OFDM通信系統(tǒng)，并對該系統(tǒng)信道估計進(jìn)行了研究。重點對該系統(tǒng)的接收模塊和發(fā)送模塊進(jìn)行了上位機(jī)LabVIEW程序的設(shè)計，主要包括信道編解碼、數(shù)字