近几年提出的大规模多输入多输出(MIMO)技术,作为第五代无线通信的关键候选技术之一,因其可提供的数据速率和可靠性的显著增量,已经引起同行专家和学者的广泛关注。已有的研究结果表明,大规模MIMO系统具有极高的频率效率和能量效率,可以在很大程度上提高系统的总容量,同时抑制小区内和小区间的干扰。但是大规模MIMO发挥其优势的前提是系统能够获取精确的信道状态信息。由于系统中导频污染的存在,使得获取精确的信道状态信息变得十分困难,因此导频污染成为了影响大规模MIMO系统的亟待解决的瓶颈问题。本文正是在这种背景下针对大规模MIMO系统中的导频污染问题进行研究。主要工作及创新点如下:1.介绍分析了大规模MIMO系统的概念和特性,为后文减小导频污染的研究奠定了背景知识。接着介绍了大规模MIMO的系统模型和线性预编码方案,然后研究了大规模MIMO系统中不同的信道估计方案的性能。2.针对大规模MIMO系统的导频污染问题,本文研究了小区间偏移导频的传输方案。对比分析了传统的对齐导频传输方案与偏移导频传输方案,结果说明小区间导频偏移相较于传统方案能有效的缓解导频污染问题。3.提出了基于小区分割的导频序列分配的方法,将小区分割为中心区域和边缘区域,边缘区域的用户采用相互正交的导频序列,可以有效的抑制导频污染,中心区域的用户复用同一套导频序列,但采用基于匈牙利算法的导频分配方法,以缓解中心用户的导频污染问题,达到系统总速率的最大化。仿真结果表明本文提出的方案能有效缓解小区间的导频污染,相较于传统方案提高了信道估计的精确度,实现了系统总速率的最大化。
