基于大規(guī)模MIMO的中繼傳輸技術(shù)研究.pdf

1、近些年來，大規(guī)模多輸入多輸出(Massive Multiple-Input-Multiple-Output，MassiveMIMO)技術(shù)在無線通信領(lǐng)域受到了相當(dāng)?shù)年P(guān)注。通過部署大規(guī)模的天線陣列，MassiveMIMO技術(shù)可以消除諸如小尺度衰落和非相關(guān)用戶間干擾之類的隨機(jī)性，從而提供顯著的頻譜效率增益和功率增益。因此，采用了Massive MIMO技術(shù)的中繼傳輸系統(tǒng)具有重要的研究?jī)r(jià)值。
　　首先，本文介紹了一種基于Massive M

2、IMO的中繼傳輸系統(tǒng)，其中多個(gè)用戶同時(shí)通過一個(gè)中繼站與基站之間進(jìn)行通信，并且中繼站和基站都裝備有大規(guī)模天線陣列。本文研究了該系統(tǒng)的上行鏈路和下行鏈路，對(duì)上行鏈路討論了最大比合并和迫零信號(hào)處理方案，對(duì)下行鏈路討論了最大比發(fā)送和迫零信號(hào)處理方案。根據(jù)不同信號(hào)處理方案的數(shù)學(xué)表達(dá)式，導(dǎo)出了相應(yīng)的近似遍歷頻譜效率的閉式表達(dá)式。
　　其次，本文分別研究了不同信號(hào)處理方案的功率縮放律。結(jié)果表明，當(dāng)中繼站天線數(shù)和基站天線數(shù)增大（趨于無窮時(shí)），上行

3、鏈路中各用戶和中繼站的發(fā)送功率可以分別與中繼站和基站的天線數(shù)反比例減小而保持遍歷頻譜效率不變;下行鏈路中中繼站和基站的發(fā)送功率可以分別與中繼站和基站的天線數(shù)反比例減小而保持遍歷頻譜效率不變。因此，Massive MIMO可以提供非?？捎^的功率增益。
　　最后，本文分別研究了不同信號(hào)處理方案對(duì)應(yīng)的最大化系統(tǒng)近似遍歷頻譜效率的功率分配問題。對(duì)于上行鏈路中采用迫零處理的方案，通過拉格朗日乘數(shù)法和注水算法求得了其最優(yōu)解。此外，對(duì)于其它的三