论文研究-Massive MIMO系统中I/Q不平衡的信道互易性校准算法研究 .pdf
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Massive MIMO 系统中 I/Q 不平衡的信道互
易性校准算法研究
崔晋铭，李书芳
**
（北京邮电大学信息与通信工程学院，北京 100876） 5
作者简介：崔晋铭（1993-），男，学生，无线通信
通信联系人：李书芳（1963-），博导，新一代移动通信关键技术与测试验证、多网融合关键技术、数据分
析技术. E-mail: lisf@bupt.edu.cn
摘要：Massive MIMO 系统中利用发射端信道状态信息（CSI），对发送数据进行预处理，
可以有效减小干扰并提升 Massive MIMO 系统容量。在实际传输过程中，互易性受到诸多因
素制约，造成应用的困难。本文主要研究射频器件的非理想性对 Massive MIMO 系统信道互
易性的影响，并结合基于导频信号的信道估计与 FRRH 子空间跟踪算法，提出适用于 Massive 10
MIMO 的信道互易性校准算法。最后通过仿真验证了补偿算法的补偿效果。
关键词：Massive MIMO；信道互易性；信道估计；FRRH
Research on I / Q Unbalanced Channel Reciprocity
Calibration Algorithm in Massive MIMO System
15
CUI Jinming, LI Shufang
(School of Information and Communication Engineering, Beijing University of Post and
Telecommunication, Beijing 100876)
Abstract: Massive MIMO system uses the transmitter channel state information (CSI) to preprocess
the transmitted data, which can effectively reduce the interference and enhance the Massive MIMO 20
system capacity. In the actual transmission process, reciprocity is subject to many factors, resulting in
application difficulties. In this paper, we mainly study the influence of RF device's noncardiosis on
channel reciprocity of Massive MIMO system. Combined with channel estimation based on pilot signal
and FRRH subspace tracking algorithm, this paper proposes a channel reciprocity calibration method
for Massive MIMO. Finally, the compensation effect of the compensation algorithm is verified by
25
simulation.
Keywords: Massive MIMO; channel reciprocity; channel estimation; FRRH
0 引言
Massive MIMO 系统中利用发射端信道状态信息（CSI），对发送数据进行预处理，可30
以有效减小干扰并提升 Massive MIMO 系统容量
[1]
。在 TDD 系统中，上下行数据传输采用
同一频率，往返路径经过的无线信道环境相同，因而基站端可以通过对上行信道估计获得的
上行信道 CSI 来获知下行信道 CSI，即上下行信道具有互易性
[2],[3]
。
在实际传输过程中，互易性受到诸多因素制约，造成应用的困难。信道估计误差、信道
时变性、射频器件的非理想性以及上下行干扰模式的不对称等都会导致信道互易性在一定程35
度上的损失，造成基站无法通过上行信道 CSI 直接获知下行信道 CSI
[4],[5]
。在信道互易性受
到影响的情况下，需要利用信道预测技术等补偿信道互易性缺失
[6]
。本文主要研究射频器件
的非理想性对 Massive MIMO 系统信道互易性的影响。
I/Q 不平衡是无线收发电路的非理想特性引起的，存在于上变频和下变频的过程中，其
表现在于信号的 I/Q 支路的幅度增益不等或相位不正交
[7],[8]
。在存在 I/Q 不平衡的情况下，40
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