多小区大规模MIMO上行链路资源分配方案研究

摘要

面向2020年及未来，移动通信技术将要迈入第五代移动通信系统（5G）的发展阶段，而大规模MIMO技术正是突破5G的关键技术之一。随着5G的到来，通信业务需求急剧增加，信息通信技术产业的能耗也急剧增加，因此必须提升通信网络能量效率，进行有效的资源分配。本论文针对实际应用场景，重点研究了多小区大规模MIMO系统在瑞利信道以及更具一般性的莱斯信道的资源分配问题。 本文首先介绍了大规模MIMO系统模型，以及其信道估计和信号检测等关键技术。然后针对瑞利信道模型下的多小区大规模MIMO上行链路系统，推导了完美和非完美CSI情况下等增益合并（EGC）检测的上行和速率，提出了一种适用于非完美CSI情况的联合调整数据信号功率、导频信号功率以及导频信号长度的基于能效优化的资源分配方案，并与最大比合并（MRC）检测方案进行对比分析。仿真结果表明，该资源分配方案有效提高系统性能；EGC方案性能接近MRC方案。最后针对莱斯信道模型下的多小区大规模MIMO上行链路系统，推导了完美和非完美CSI情况下EGC检测的上行和速率，证明该资源分配方案适用于莱斯信道模型，并与MRC方案进行对比分析。仿真结果表明，在莱斯信道下，该资源分配方案能有效提高系统性能；同时EGC方案跟MRC方案性能基本保持一致。

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