大規(guī)模MIMO蜂窩網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻功率控制方法的研究.pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple-In Multiple-Out MIMO)技術(shù)作為第五代移動(dòng)通信技術(shù)(5G)研究的關(guān)鍵技術(shù)之一已經(jīng)成為當(dāng)今無(wú)線(xiàn)通信研究熱點(diǎn)。大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基站配備有上百上千甚至更多個(gè)天線(xiàn)，且天線(xiàn)數(shù)目遠(yuǎn)大于活動(dòng)狀態(tài)的用戶(hù)數(shù)。當(dāng)天線(xiàn)數(shù)目趨于無(wú)窮大時(shí)，大規(guī)模MIMO信道趨向于正交。如果要利用信道的正交性，則對(duì)基站端能夠獲取的準(zhǔn)確的信道狀態(tài)信息的要求比較高。信道狀態(tài)信息則通過(guò)信道估計(jì)來(lái)獲取，目前基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)應(yīng)用

2、比較廣泛。由于多小區(qū)復(fù)用同一套正交導(dǎo)頻，必然存在導(dǎo)頻污染，從而使信道估計(jì)誤差增大。導(dǎo)頻功率控制方法在減輕導(dǎo)頻污染問(wèn)題的方法中占有很重要的地位。目前導(dǎo)頻功率控制方法還存在著導(dǎo)頻占用時(shí)隙過(guò)長(zhǎng)影響資源利用率的問(wèn)題。
　　論文首先介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型，根據(jù)導(dǎo)頻的幀結(jié)構(gòu)對(duì)基于導(dǎo)頻的信道估計(jì)進(jìn)行了討論，其中針對(duì)插入導(dǎo)頻估計(jì)中典型的最小二乘(Least Square LS)信道估計(jì)和最小均方誤差(Minimum Mean Square

3、Error MMSE)信道估計(jì)和疊加導(dǎo)頻估計(jì)等幾種導(dǎo)頻估計(jì)方法進(jìn)行了研究。并且進(jìn)行了導(dǎo)頻污染的分析。
　　接著，論文討論了大規(guī)模MIMO蜂窩網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻功率控制方法，針對(duì)在能夠消除相鄰小區(qū)的導(dǎo)頻污染的同時(shí)導(dǎo)頻占用時(shí)隙長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)帶來(lái)的資源利用率低的問(wèn)題，對(duì)蜂窩網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻功率控制方法進(jìn)行了研究和改進(jìn)。改進(jìn)的方法將蜂窩網(wǎng)絡(luò)重新分為同類(lèi)小區(qū)不相鄰的三類(lèi)，然后將導(dǎo)頻時(shí)隙分成不重疊的三個(gè)時(shí)隙，在一個(gè)時(shí)隙內(nèi)只有相同類(lèi)小區(qū)用戶(hù)發(fā)送導(dǎo)頻。經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)和

4、仿真證明該改進(jìn)的方法能夠在消除導(dǎo)頻干擾的同時(shí)減小導(dǎo)頻占用時(shí)隙長(zhǎng)度，提高了資源利用率。
　　為了進(jìn)一步提高資源利用率這一指標(biāo)，論文在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻功率控制改進(jìn)方法的討論基礎(chǔ)上對(duì)疊加導(dǎo)頻估計(jì)進(jìn)行了研究和改進(jìn)。在蜂窩網(wǎng)絡(luò)中改變導(dǎo)頻傳輸幀結(jié)構(gòu)，將導(dǎo)頻疊加到信息數(shù)據(jù)上一起發(fā)送，同時(shí)對(duì)導(dǎo)頻部分進(jìn)行功率控制。經(jīng)過(guò)理論推導(dǎo)和仿真證明所提方法在低信噪比的情況下，基于疊加導(dǎo)頻的導(dǎo)頻功率控制改進(jìn)方法在信道估計(jì)誤差和資源利用率兩方面性能比改進(jìn)的基于插入導(dǎo)