【摘 要】
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大规模多输入多输出(Massive MIMO)系统通过在基站端架设大型阵列天线,能大幅度提高移动通信系统的容量和频谱效率,被公认为下一代移动通信系统物理层的关键技术。时分双工(T
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大规模多输入多输出(Massive MIMO)系统通过在基站端架设大型阵列天线,能大幅度提高移动通信系统的容量和频谱效率,被公认为下一代移动通信系统物理层的关键技术。时分双工(TDD)模式的大规模MIMO系统由于具有复杂度低且收敛快速的特点,分析其在实际情况下的性能特点已经成为当前的研究热点之一。基于此,本文针对TDD模式的大规模MIMO下行系统进行性能分析,其结果对实际系统设计有一定的指导意义。本文的主要内容如下:1、研究了大规模MIMO系统模型的遍历和速率和最小发射功率问题。首先考虑到实际系统中无法获取完善的信道状态信息(CSI),利用最小均方估计(MMSE)方法对无线信道进行估算,然后在数据发射前使用不同的线性预编码,最后通过数学推导和仿真实验,阐明了非完善的CSI对采用不同线性预编码大规模MIMO系统的影响。2、研究了大规模MIMO系统模型的能效问题。首先在系统的功耗模型中,同时考虑发射功率消耗和电路功率消耗两部分,然后利用分数规划的数学方法证明系统具有全局最优能效,最后给了系统能效最优的资源分配算法,该算法可以确保系统在最优能效状态时对各发射数据流的频谱效率和发射功率进行分配。仿真结果证明了算法的有效性,并表明增加天线数目和减小小区半径可以有效提升系统能效和谱效。
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