大規(guī)模MIMO抗干擾若干技術的研究.pdf

1、近年來移動通信快速發(fā)展，人們渴望越來越高的傳輸速率。多輸入多輸出(Multiple input Multiple output)技術可提高頻譜利用率而受到密切關注，但傳統(tǒng)的MIMO技術很難滿足未來數據業(yè)務呈指數趨勢上升的需求。2010年提出的大規(guī)模MIMO概念(Massive MIMO)，通過深度挖掘空間維度資源，可有效地實現(xiàn)超大容量，超高頻譜效率和超高能量效率，是目前研究熱點。但大規(guī)模MIMO由于其天線數目達幾十根甚至上百根，除延續(xù)一

2、般MIMO技術的優(yōu)缺點以外，其抗干擾技術、大數據引入的計算復雜度、快速實現(xiàn)分布式處理算法及新應用場景等問題亟待研究，本文針對大規(guī)模MIMO的干擾消除技術進行深入研究。
　　本文首先研究基于用戶調度的大規(guī)模MIMO聯(lián)合波束賦形算法，將具有相似協(xié)方差矩陣的用戶分配到同一組，使不同用戶組空間上相對獨立，達到不同用戶組間的干擾最小化;再采用ZF預編碼，減少組內用戶間的信號干擾。通過兩階段的處理，設計出一種基于TDD大規(guī)模MIMO有效的聯(lián)合

3、波束賦形方案，可使每次服務的最大用戶數不受發(fā)射端天線數目的限制，達到有效地提升系統(tǒng)吞吐量。接著通過深入研究垂直空間維度，提出一種基于粒子群優(yōu)化的3D大規(guī)模MIMO波束賦形算法，針對每個用戶的下傾角和功率等相關參數，通過PSO(ParticleSwarm Optimization)優(yōu)化算法進行優(yōu)化，仿真結果表明:由于針對每個用戶進行波束賦形，所提出的算法達到更加精確的空域劃分，可有效地提升系統(tǒng)容量。最后，將干擾對齊與大規(guī)模MIMO技術融合

4、，提出一種基于天線選擇的大規(guī)模MIMO干擾對齊算法，選擇發(fā)、收端天線數目相等進行信號傳送，通過激活特定的發(fā)射天線組合，利用改進的低復雜度的分布式貪婪選擇算法，能夠有效地降低射頻鏈路的復雜度，同時，在發(fā)端設計有效的預編碼矩陣和接收端設計波束賦形矩陣進行信號的干擾對齊，將來自其它用戶的干擾信號對齊在盡可能小的子空間內，并利用大部分的空間自由度傳送有用信號。仿真結果表明:相比傳統(tǒng)的ZF預編碼算法，所提出的干擾對齊算法在較高信干比情況下可取得良