Massive MIMO系統關鍵技術的研究

《Massive MIMO系統關鍵技術的研究》是依託浙江大學，由李亞波擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：Massive MIMO系統關鍵技術的研究
• 依託單位：浙江大學
• 項目負責人：李亞波
• 項目類別：面上項目

項目摘要

在移動通信基站端採用大規模天線陣列的多用戶MIMO被稱為是Massive MIMO，它不但可以大幅度降低基站的功耗和成本，而且當天線數趨於無窮時，它還能逼近多用戶信道容量。當前電子器件和系統集成技術的進步使Massive MIMO系統的實現已完全可能。Massive MIMO的特點是緊密結合電子器件技術的進步，以一種新的方式去達到通信的信道容量。基於這些優點，Massive MIMO極有可能成為下一代移動通信系統的關鍵技術。本項目主要研究Massive MIMO系統的一系列關鍵技術，主要包括可以達到更好的天線數與陣列面積折衷的基於交叉極化天線的Massive MIMO，可以突破導頻污染對Massive MIMO性能制約的自適應波束形成技術，可以提高移動較快的終端性能的天線數大於信道相干時間的空時碼設計，以及可以大幅度提高終端較多時Massive MIMO接收性能的軟輸入軟輸出解調算法等。

結題摘要

作為5G的關鍵技術之一，massive MIMO的研究越來越得到重視，本項目針對massive MIMO的關鍵技術做了如下一些研究： 1. 毫米波由於其很短的波長及天線是契合massive MIMO的主要頻段，本項目首先對會影響massive MIMO性能的毫米波通信特性進行研究。毫米波通信的一個挑戰是射頻非理性特性，比如IQ不平衡等。因為毫米波射頻模組的小型化，射頻非理性特性的校正比傳統的射頻非理性特性的校正更具挑戰性。另外，載波頻偏會進一步影響射頻非理性特性特別是IQ不平衡的校正。當前的研究大多側重於只有載波頻偏或只有IQ不平衡時的校正，如果兩者同時存在，目前的方法大多效果不理想。我們提出了兩個新穎的前導結構的設計以及相應的估計方法，它們可以同時對傳送和接收IQ不平衡以及載波頻偏聯合進行校正。仿真結果表明，我們可以達到逼近理想的沒有射頻非理性特性時的性能。 2. 毫米波通信系統通常具有較高的集成度和較嚴重的射頻非理性特性，因而要設計預失真系統，我們很難對射頻系統里的各個模組分別進行預失真。我們研究了基於毫米波系統的聯合的IQ不平衡和PA非線性的預失真的算法設計。在我們的研究中，我們把整個發射機當做一個整體，處理基帶輸入信號和功放的輸出信號。我們提出了兩種方法，一是通過兩個步驟，第一步先對IQ不平衡進行校正，第二步再對功放非線性進行校正，我們通過統一的訓練結構來完成這兩步校正。另一種方法是只採用一步來完成校正。我們首先推出了包括IQ不平衡和功放非線性的聯合模型，然後設計算法對這兩個非理性特性一步校正。 3. 相位噪聲時另一個massive MIMO和毫米波結合時需要考慮的問題。對矢量OFDM系統，相位噪聲的影響還沒文獻進行研究。我們的研究表明對矢量OFDM系統，相位噪聲的影響可以概括為共同矢量相位誤差（CVPE）和矢量子載波間干擾（IVBCI）。我們推導了有相位噪聲時矢量OFDM系統的信乾噪比，並驗證 和仿真結果吻合。我們還提出了基於矢量導頻的ML和LMMSE的CVPE的估計方法，然後我們採用解相關和干擾抵消的方法來補償相位噪聲的影響。