大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇技術(shù)研究.pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)在不增加帶寬及功率的情況下提高系統(tǒng)性能，相較于小規(guī)模MIMO在相同時(shí)頻資源上可服務(wù)更多的用戶且能降低功率消耗。然而這些性能的提升都是以增加系統(tǒng)硬件成本為代價(jià)的，對于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)來說，天線選擇是降低硬件成本的有效技術(shù)。因此，本文著重探討大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇技術(shù)。
　　首先，本文對傳統(tǒng)天線選擇技術(shù)進(jìn)行分析，對不同選擇天線數(shù)、不同衰落環(huán)境、不同功率分配方式對其影響進(jìn)行討論。之后，在單用戶大

2、規(guī)模MIMO系統(tǒng)下計(jì)算不同選擇技術(shù)的復(fù)雜度，綜合考慮復(fù)雜度和性能，可得出這樣結(jié)論:基于范數(shù)的天線選擇算法更適用于大規(guī)模MIMO。針對天線選擇相較于最優(yōu)波束成型技術(shù)帶來的性能缺失，分析一種基于k-正則化的選擇天線的方法，這里的k表示小于發(fā)射天線的正整數(shù)。這種方法通過對k的選擇進(jìn)行波束成型式天線選擇，可通過k的取值進(jìn)行性能與復(fù)雜度的折中。最后，對多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)進(jìn)行分析，多用戶系統(tǒng)由于存在用戶間干擾不能直接應(yīng)用單用戶的技術(shù)，因此將天

3、線選擇技術(shù)和預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。討論兩種線性預(yù)編碼技術(shù)匹配濾波(MF)和迫零(ZF)，對二者從不同信噪比、選擇天線數(shù)、發(fā)射天線數(shù)、用戶數(shù)等多角度進(jìn)行比較。特別地，針對ZF的性能曲線隨著用戶數(shù)先升后降的特點(diǎn)，對ZF的最優(yōu)用戶數(shù)進(jìn)行分析。同時(shí)，小區(qū)邊緣用戶是蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié)，對其進(jìn)行重點(diǎn)考量，仿真結(jié)果表明，低信噪比下MF性能更優(yōu);兩種預(yù)編碼性能曲線存在交點(diǎn)時(shí)，當(dāng)用戶數(shù)大于交點(diǎn)對應(yīng)的用戶數(shù)時(shí)，采用MF預(yù)編碼性能更優(yōu)。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過天