大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路檢測方法研究.pdf

1、隨著移動通信技術(shù)的快速發(fā)展，大規(guī)模MIMO（MIMO，Multi-Input Multi-Output）技術(shù)受到了越來越廣泛的關(guān)注，大規(guī)模MIMO波束域空分多址(BDMA，Beam Division Multiple Access)傳輸方法利用大規(guī)模MIMO波束域信道呈現(xiàn)相對集中的特性，將多用戶MIMO鏈路分解為等效的多個單用戶MIMO鏈路，從而大幅降低了收發(fā)端的處理復(fù)雜度，為面向第五代(5G，5th Generation)移動通信系統(tǒng)

2、的大規(guī)模MIMO傳輸技術(shù)提供了完整解決方案。本論文針對大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路檢測方法展開研究。
　　首先，圍繞大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路面臨的用戶干擾和接收機(jī)復(fù)雜度問題，研究了排序QR檢測算法。根據(jù)大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路系統(tǒng)模型，建立了用戶端的接收信號表達(dá)式，給出了線性最小均方誤差(LMMSE，Liner Minimum Mean Square Error)檢測算法和追零(ZF，ZeroForcing)排

3、序QR分解(SQRD，Sorted QR Decomposition)軟干擾抵消檢測算法，在此基礎(chǔ)之上通過引入擴(kuò)展矩陣的方法，給出了MMSE SQRD和改進(jìn)的MMSE SQRD軟干擾抵消檢測算法。為了解決ZF SQRD軟干擾抵消檢測算法誤碼率(BER，Bit Error Rate)性能較差，MMSE檢測算法復(fù)雜度較高的問題，在改進(jìn)的MMSE SQRD軟干擾抵消檢測算法的基礎(chǔ)上，通過在擴(kuò)展矩陣中引入正則化參數(shù)的方法，提出了基于正則化的MM

4、SE SQRD軟干擾抵消檢測算法。仿真結(jié)果表明，所提算法在具有低復(fù)雜度的同時，具有較好的檢測性能。
　　然后，針對采用正交頻分復(fù)用(OFDM，Orthogonal Frequency Division Multiplexing)多載波技術(shù)的寬帶大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路接收復(fù)雜度過高的問題，研究了插值SQRD檢測算法。首先闡述了MIMO傳輸函數(shù)與Laurent多項(xiàng)式矩陣的關(guān)系，并給出了Laurent多項(xiàng)式矩陣的三種插值方法，

5、進(jìn)而闡述了插值QR分解和并行SQRD檢測方法，并將兩者與排序QR檢測算法相結(jié)合，提出了大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路插值SQRD檢測算法。接著，給出了基于插值的ZF并行SQRD軟干擾抵消檢測算法和基于插值及正則化的MMSE并行SQRD軟干擾抵消檢測算法的復(fù)雜度分析。仿真結(jié)果表明，大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路插值SQRD檢測算法在具有良好BER性能的同時，可大幅度降低檢測算法的復(fù)雜度。
　　最后，研究了大規(guī)模MIMO BDMA

6、下行鏈路干擾抵消迭代檢測算法。根據(jù)迭代接收機(jī)模型，本文闡述了軟輸入軟輸出(SISO，Soft-Input Soft-Output) MIMO檢測器與SISO Turbo譯碼器迭代交互軟信息的過程，以此分析了迭代接收機(jī)的工作原理。針對大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路干擾用戶中存在強(qiáng)干擾的情況，在給出單用戶MMSE迭代檢測算法的基礎(chǔ)上，提出了干擾抵消MMSE迭代檢測算法。仿真結(jié)果表明，與單用戶MMSE迭代檢測算法相比，在QPSK、16QAM