大規模MIMO系統下基於分層空移鍵控調製的新型MIMO技術研究

《大規模MIMO系統下基於分層空移鍵控調製的新型MIMO技術研究》是依託電子科技大學,由方舒擔任醒目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：大規模MIMO系統下基於分層空移鍵控調製的新型MIMO技術研究
• 依託單位：電子科技大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：方舒

項目摘要

未來大規模MIMO系統中，信道狀態信息CSI反饋、算法複雜度和同頻干擾是該系統的瓶頸問題，基於空移鍵控調製的新型MIMO技術在提供高速數據傳輸的同時具有巨大潛力解決以上問題。本項目提出了一種分層空移鍵控調製傳輸的思想，該思想利用分層結構的空移鍵控調製可使得基站在無CSI信息時，在相同頻譜效率下獲得比傳統MIMO技術更好的性能。在上述研究基礎上，本項目還將深入研究在大規模MIMO系統下，當基站未知信道狀態信息CSI時，基於自適應分層空移鍵控調製的MIMO技術及相應檢測算法，以求在最大化頻譜效率、為用戶提供可靠數據傳輸的同時能有效抑制小區邊緣同頻干擾、降低傳送端和接收端算法複雜度。通過以上理論和算法的研究，提供解決大規模MIMO系統下的同頻干擾、CSI反饋和算法複雜度問題的新思路、新理論和新方法。通過本項目的研究，為大規模MIMO在未來無線通信系統中的套用奠定理論基礎、並提供可行方案的支持。

結題摘要

未來大規模MIMO系統中，信道狀態信息反饋、算法複雜度和同頻干擾是該系統的瓶頸問題，基於空移鍵控（space shift keying: SSK）調製的新型MIMO技術在提供高速數據傳輸的同時具有巨大潛力解決以上問題。本項目組深入研究了基於空移鍵控調製的新型MIMO技術。通過理論和算法研究，提供了解決大規模MIMO系統下同頻干擾、信道狀態信息反饋和算法複雜度問題的新思路、新理論和新方法。 本項目組首先創造性地在傳統SSK系統中引入了一種分層結構進行多流傳輸，每一層用不同PSK（Phase shift keying）調製符號來區別不同傳輸層。該方法能大幅提升SSK傳輸的頻譜效率，並且可使得基站在無CSI信息時，在相同頻譜效率下獲得比傳統MIMO技術更好的性能，因此叫做分層空移鍵控（Layered space shift keying: LSSK）調製。所提出的LSSK傳輸機制首先在2015年以一作發表在IEEE ICC國際旗艦會議上。針對LSSK系統的最優檢測——最大似然檢測，本課題推導出了完整的最優檢測即最大似然檢測的誤碼率緊上界，並導出了該最優檢測的松上界表達式。同時提出了基於分層聯合檢測（Layered-and -Joint detection，LJ）的低複雜度檢測算法。由於採用了特殊的分層結構，即用不同的PSK調製符號區別不同層，因此在接收端可通過相應的分層檢測來降低接收端算法複雜度。我們通過理論分析了LJ檢測算法的複雜度，通過在大規模天線場景下的仿真驗證了LJ算法在降低複雜度方面的有效性及性能的魯棒性。經深入研究和擴展後，相應內容於2016年以一作發表在IEEE transactions on VT期刊上。除此之外，本項目針對多流傳輸的SSK系統，以及與空間分集結合的SSK系統都進行了深入研究，獲得了預期結果，申請了相關專利，發表了相關高水平文章。通過本項目的研究，為大規模MIMO在未來無線通信系統中的套用奠定理論基礎、並提供可行方案的支持。