大规模MIMO无线通信系统的关键技术与性能研究.docx

大规模MIMO无线通信系统的关键技术与性能研究

目录

一、内容概括．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4

1.1研究背景与意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5

1.1.1无线通信发展现状与趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6

1.1.2大规模天线阵列技术兴起．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8

1.2国内外研究现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9

1.2.1国外研究进展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10

1.2.2国内研究进展概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13

1.3主要研究内容．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

1.4技术路线与论文结构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14

二、大规模MIMO系统基本原理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．16

2.1系统模型与信道模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17

2.1.1基本系统架构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．18

2.1.2瑞利衰落信道模型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20

2.2大规模MIMO核心思想．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21

2.2.1波束赋形机制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23

2.2.2空间复用与干扰抑制．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26

2.3主要性能增益来源．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27

2.3.1分集增益．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28

2.3.2复用增益．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．29

2.3.3列束赋形增益．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．30

三、大规模MIMO的关键技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．32

3.1波束赋形技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．33

3.1.1基于信道状态信息的波束赋形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．34

3.1.2基于导频设计的波束赋形．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36

3.1.3自适应波束赋形算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37

3.2用户检测技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．39

3.2.1基于凸优化的检测方法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．40

3.2.2基于迭代优化的检测算法．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．41

3.2.3近似检测技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．42

3.3训练序列设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．44

3.3.1低开销训练方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．45

3.3.2精度与复杂度权衡．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．47

3.4发射端与接收端硬件实现．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．49

3.4.1高效功率放大器技术．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．51

3.4.2多通道收发集成电路设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．52

3.4.3高精度同步与信号处理．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．54

四、大规模MIMO系统性能分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．55

4.1误码率性能分析．．．．．．．．．．．