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大规模MIMO技术能够大幅度提升系统容量,提高系统的鲁棒性,降低发送功率,符合人们对绿色通信的要求,是下一代无线通信的关键技术。目前人们对大规模MIMO技术的研究处于起步阶段,在理论分析和实现方面还有很多难题有待解决。本文研究了大规模MIMO系统中估计与检测技术,主要针对导频分配,基站端信号检测,信道矩阵快速求逆等问题展开研究,主要工作如下: 首先,论文对大规模MIMO系统的“导频污染”问题进行了研究。对多小区多用户下的大规模MIMO系统容量进行了分析,并着重分析了“导频污染”对系统性能的影响。论文提出了一种基于容量最大化的多小区协作导频分配策略来降低“导频污染”的影响。本方案只需要基站端交换各用户的大尺度衰落信息,能够以较低的复杂度实现系统性能的提升。 其次,论文对大规模MIMO系统的基站端信号检测问题进行了研究。对线性检测、串行干扰抵消检测以及似然提升搜索检测算法的原理和复杂度进行了分析,并对它们的性能进行了对比研究。研究表明大规模MIMO系统中相对于基站天线数,当用户数较少时可以直接应用最简单的线性检测,而当此比例较大时可以应用相对复杂的似然提升搜索算法来取得较好的检测效果。 第三,论文对大规模MIMO系统的最大比合并检测算法进行了研究。论文分析了当基站端不能获得准确信道信息时使用最大比合并算法检测的信噪比,通过对最大比合并检测算法的修正,有效地提升了检测信号的信噪比。修正最大比合并算法的修正因子指数仅由信道估计结果的信噪比确定,可以通过遍历搜索得到。 最后,论文对大规模MIMO系统中信道矩阵求逆快速算法进行了研究。在大规模MIMO系统中由于信道矩阵求逆复杂度很高,严重限制了大规模MIMO技术的应用。论文针对级数展开求逆算法进行了理论分析和性能仿真。通过仿真论文得出级数展开求逆算法的最佳迭代次数,和最佳基站天线数和用户数比值。