大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于迭代算法的預(yù)編碼方法研究.pdf

1、廖1縋吠孽碩士學(xué)位論文密級保密期限大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于迭代算法的預(yù)編碼方法研究Research011PrecodingBasedonlterativeAlgorithmsinMassiveMIMOSystems學(xué)號姓名學(xué)位類別學(xué)科專業(yè)cr程領(lǐng)域)指導(dǎo)教師完成時間答辯委員會主席簽名P14201055張麗工學(xué)碩士通信與信息系統(tǒng)胡艷軍教授2017年5月摘要IUlIIIlUIIIIIIIIIIIIlY3214386移動通信迅速發(fā)展，5G(F

2、ifthGeneration)移動通信的研究正如火如荼。大規(guī)模MIMO(Massivemultipleinputmultipleoutput，MassiveMIMO)，作為5G中的關(guān)鍵技術(shù)之一，近幾年受到了人們的廣泛關(guān)注。相比較傳統(tǒng)的MIMO，大規(guī)模M]MO系統(tǒng)配置了大量的發(fā)射天線以及服務(wù)更多的用戶，其數(shù)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)。而且大規(guī)模MIMO有很多優(yōu)點，比如，隨著天線數(shù)的增加，天線之間趨于正交，受到的干擾減小，系統(tǒng)性能得到提升

3、等。但正是由于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)配有大量的收、發(fā)天線，使其預(yù)編碼算法中矩陣的維數(shù)非常大，這就導(dǎo)致了計算矩陣逆的復(fù)雜度增加。因此，本文主要針對如何降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中預(yù)編碼算法的計算復(fù)雜度方面展開研究，重點討論了基于迭代算法的預(yù)編碼方法。首先，論文對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型、信號模型，以及一些相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了分析。給出預(yù)編碼算法的基本原理以及預(yù)處理的過程，并討論了經(jīng)典的預(yù)編碼算法中的迫零預(yù)編碼和規(guī)則化追零預(yù)編碼，研究了基于高斯迭代、逐次超

4、松弛迭代法、Richardson迭代的預(yù)編碼算法，以及基于Neumann級數(shù)展開的預(yù)編碼算法，并在瑞利衰落信道模型下，對這幾種預(yù)編碼算法并進(jìn)行仿真及對比并分析。其次，在研究基于Richardson迭代的預(yù)編碼算法的基礎(chǔ)上，從性能角度考慮，對其參數(shù)選取方法進(jìn)行改進(jìn)，參數(shù)由原來根據(jù)系數(shù)矩陣的最大最小譜半徑改為利用系數(shù)矩陣中的主對角上的元素和進(jìn)行選取。然后利用改進(jìn)后的Richardson迭代算法構(gòu)造預(yù)編碼矩陣，即基于改進(jìn)的Richardson

5、迭代的RZF預(yù)編碼算法，對其復(fù)雜度進(jìn)行分析，并與基于Neumarm級數(shù)的預(yù)編碼算法進(jìn)行比較。就誤碼性能與基于Neumann級數(shù)的預(yù)編碼算法、基于Richardson迭代預(yù)編碼算法進(jìn)行仿真對比分析，以及基于改進(jìn)Richardson迭代的預(yù)編碼算法的誤碼性能隨發(fā)射天線數(shù)的變化，以及不同的調(diào)制方式對其誤碼率的影響進(jìn)行仿真。最后，在研究了逐次超松弛迭代和對稱超松弛迭代算法的基礎(chǔ)上，綜合復(fù)雜度和性能的考慮對這兩種算法進(jìn)行加權(quán)，然后利用加權(quán)一對稱超