大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的漸近信干比與功率增益研究.pdf

1、隨著智能手機的普及和物聯(lián)網(wǎng)應用的快速發(fā)展，未來的通信系統(tǒng)亟需更高的有效性和可靠性。當前無線通信存在頻譜資源低下，功耗過高的弊端。未來移動通信將向更高效率、更高速率、更加智能的趨勢發(fā)展。傳統(tǒng)通過物理層技術（例如編碼）努力提高的增益，已遠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數(shù)，通過利用空間信道資源，增加分集、數(shù)據(jù)傳輸速率。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通過利用天線的大量冗余來換取系統(tǒng)的性能，在提

2、高頻譜效率的同時提高能量效率，將成為5G的核心技術。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。本文主要對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的SINR漸近性和功率規(guī)模增益進行研究分析。主要內容如下:
　　首先，將大數(shù)定理應用到大規(guī)模MIMO的點對點MIMO場景和多用戶MIMO場景中，介紹了用戶和基站之間的信道矩陣的行近似正交，并分析了預編碼對大規(guī)模MIMO信道帶

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