TDD大规模MIMO系统中两种新的下行预编码方案.docx

TDD大规模MIMO系统中两种新的下行预编码方案 大规模MIMO技术是未来无线网络的核心关键技术之一，其性能的关键因素是信道估计的准确性和下行链路的性能。为提高信道估计的准确性和下行链路的性能，本文提出两种新的下行预编码方案，即新最大比合并（New Maximum Ratio Combining, NMRC）和新迫零（New Zero-Forcing, NZF）方案。 NMRC 和 NZF 预编码方案是在传统 MRC 和 ZF 预编码的基础上，对预编码矩阵进行线性改进，将同一导频分组的用户的干扰预先减去。这种预编码方案可以在不增加运算复杂度的情况下，达到提高下行链路信干噪比（Signal to Interference plus Noise Ratio, SINR）和频谱效率的目的。 本文的主要贡献有三点：在传统 MRC 和 ZF 预编码的基础上，预先减去同一导频分组的用户的干扰，提出两种新的低复杂度的预编码，即 NMRC 和 NZF。针对目标用户和非目标用户，通过理论分析分别得到了 NMRC, NZF 预编码和传统 MRC、ZF 预编码的下行链路信干噪比和频谱效率表达式。仿真结果表明，提出的 NMRC 和 NZF 预编码总能获得比传统 MRC 和 ZF 预编码更好的性能。 在大规模 MIMO 系统中，信道估计的准确性对下行链路的性能有着至关重要的影响。为了提高信道估计的准确性，可以采用合适的用户分组对导频进行复用来提高信道估计的准确性。然而，已有的预编码方案大多是采用高复杂度的迭代算法来寻找最优的预编码，这类预编码方案需要计算矩阵的逆，计算复杂度高。 本文提出的 NMRC 和 NZF 预编码方案可以在不增加运算复杂度的情况下，达到提高下行链路信干噪比和频谱效率的目的。这两种预编码方案可以满足大规模 MIMO 系统对高频谱效率和低复杂度的需求，为 future wireless networks 提供了一个可行的解决方案。 大规模 MIMO 系统中的信道估计问题是研究的热点，已有的研究表明，导频污染是影响大规模 MIMO 系统性能的主要因素之一。针对导频污染问题，可以采用合适的用户分组对导频进行复用来提高信道估计的准确性。同时，下行链路预编码也可以有效地减少用户间干扰、提升系统下行链路的性能。 本文的研究结果可以为 future wireless networks 提供了一个可行的解决方案，对于大规模 MIMO 系统的研究和应用具有重要的参考价值。