萊斯信道下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)傳輸速率研究.pdf

1、傳統(tǒng)小規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)無線通信技術(shù)已日趨成熟，但其在頻譜效率、能量效率和可靠性等方面仍存在局限性。因此，2010年Marzetta提出了大規(guī)模MIMO技術(shù)，該技術(shù)通過顯著增加基站天線數(shù)，以深度挖掘空間維度無線資源，改善小規(guī)模MIMO性能的局限性，提高系統(tǒng)容量。由于大規(guī)模MIMO具有能夠減小用戶發(fā)送功率有效提升系統(tǒng)性能等多方面的優(yōu)勢，目前已成為5G移動通信最具挑戰(zhàn)也是最具潛力的研究方向之一。然而這項技術(shù)在很多方面都處于起步階段

2、，尤其是在萊斯信道模型下系統(tǒng)性能分析與方案設(shè)計方面。
　　本文首先對多用戶萊斯衰落信道上行系統(tǒng)性能進行了分析。對于系統(tǒng)具有非完美信道狀態(tài)信息(CSI)和完美CSI兩種情況，在接收端使用MRC和ZF兩種線性檢測技術(shù)進行檢測下，詳細(xì)分析了其可達(dá)速率和功率縮減特性，并進行仿真比較。仿真結(jié)果表明，不論是在完美CSI下還是非完美CSI下，在不減小速率性能的同時每個用戶的發(fā)送功率最多可被縮減為原來的1/M，這里M為基站天線數(shù)。隨著萊斯因子的增

3、加，除了完美CSI下ZF檢測技術(shù)的可達(dá)速率逐漸減小且趨于一個定值，其他情況下可達(dá)速率先是逐漸增大最后趨于一個定值。
　　為了避免導(dǎo)頻污染，本文之后提出基于視距分量(LOS)的系統(tǒng)方案，并對其速率性能進行了分析。特別在等增益合并檢測技術(shù)下，并分析了新方案的功率縮減特性，發(fā)現(xiàn)每個用戶的發(fā)送功率最多也可被縮減為原來的1/M。接著又推廣到中繼系統(tǒng)，首先給出了單對雙向放大轉(zhuǎn)發(fā)系統(tǒng)方案及其可達(dá)速率表達(dá)式并導(dǎo)出了三種功率收縮律下的速率上界表達(dá)式