基于放大轉發(fā)協(xié)議的大規(guī)模MIMO中繼系統(tǒng)的性能研究.pdf

1、無線通信技術的快速發(fā)展，使人們對于更高的數據速率、更好的服務質量和更高的網絡容量的需求日益提高。局限于有限的可用頻譜資源的約束，多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)已經成為最有效解決這些問題的關鍵技術之一。在中繼處配備數百乃至更多天線的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)，在提升系統(tǒng)數據速率以及有效提升通信質量的前提下，具有能夠顯著增強空間分辨率、有效消除干擾噪聲的影響、降低發(fā)射功率等優(yōu)點，使其成為5G移動通信網絡構架的關鍵技術之一。
　　協(xié)作中繼技術具有

2、能夠獲得更高的容量、更長的網絡生命周期等優(yōu)點。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中應用放大轉發(fā)(AF)中繼技術，在降低信源-信宿直傳鏈路所帶來的路徑損耗以外，利用數百根天線收發(fā)數據，能夠同時高效地完成多個用戶之間的信息交互，為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的性能優(yōu)勢錦上添花。
　　首先，本文聚焦于基于放大轉發(fā)協(xié)議的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型，即配備N根天線的中繼站作為橋梁完成K個單天線的信源用戶(N(》)K)與K個單天線的信宿用戶的信息傳遞。在完備的信道狀態(tài)信

3、息(CSI)下，探究了三種線性中繼檢測方案，即最大比率合并/最大比率傳輸(MRC/MRT)、迫零接收/迫零傳輸(ZFR/ZFT)與最小均方誤差(MMSE)對系統(tǒng)性能的影響的優(yōu)劣。同時，在完備的CSI下考慮基于Gamma分布建模的大尺度衰落在傳統(tǒng)的功率尺度分配方案下對系統(tǒng)的影響。數值仿真結果表明:在有效消除系統(tǒng)噪聲干擾的基礎上，MMSE方案優(yōu)于MRC/MRT和ZFR/ZFT而存在，大尺度衰落參數能有效地提升系統(tǒng)的性能至一定水平后維持恒定。

4、
　　其次，考慮實際情況不完備的CSI的情形，利用信道評估在功率尺度分配方案下探究系統(tǒng)的性能變化。其一，中繼處采用MMSE方案時，采用直接評估的方法探究了信道評估誤差對系統(tǒng)性能的影響。其二，中繼處采用ZFR/ZFT方案時，采用最小均方誤差評估方法，考慮導頻信號的傳輸功率pp固定與變化時，在不同的功率尺度分配方案下研究系統(tǒng)性能變化。數值仿真結果表明:當中繼天線數目趨于無窮時，在有效節(jié)約系統(tǒng)發(fā)射功率的基礎上，系統(tǒng)可根據實際情況選擇具體