【摘 要】
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相对传统多输入多输出(MIMO)系统而言,大规模MIMO系统可以通过采用数目庞大的多天线阵列获得较大的分集增益,使系统的容量和能效获得很大提升,是第5代(5G)移动通信系统的核心技术之
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相对传统多输入多输出(MIMO)系统而言,大规模MIMO系统可以通过采用数目庞大的多天线阵列获得较大的分集增益,使系统的容量和能效获得很大提升,是第5代(5G)移动通信系统的核心技术之一。本文围绕大规模MIMO技术展开研究,首先介绍了大规模MIMO系统的关键技术,包括大规模MIMO下线性多用户预编码,接收端信号检测算法和采用2D天线阵列的3D波束赋形。接着,重点分析了大规模MIMO多用户场景的系统容量,引入了空间自由度(DOF),推导了一定空间自由度下的近似系统遍历容量解析表达式。接着,在此基础上,研究了基于容量最大化的用户数优化问题,提出一种基于二分法的大规模MIMO用户数优化算法,并进行仿真分析。最后,针对大规模MIMO采用线阵尺寸过于庞大的问题,给出了采用2D天线阵的3D波束赋形技术方法,通过粒子群算法(PSO)优化波束下倾角并进行波束的功率分配,在保证低复杂度的前提下优化了系统容量。
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