大规模MIMO多小区TDD系统导频去污染研究

摘要

大规模多输入多输出（Multiple-Input and Multiple-Output，MIMO）系统以其高频谱效率和低传输功率的特点获得了广泛的关注与研究，然而导频污染已经成为大规模MIMO系统发展的瓶颈。导频污染的产生源于相邻小区非正交导频序列的使用，导频调度是目前抑制大规模MIMO系统导频污染的方法之一。如何设计导频调度准则以及求解方法，成为大规模MIMO系统的研究热点之一，同样也是本文重点研究的内容。
　　本文对大规模MIMO系统导频去污染问题进行了研究，建立了这一问题的分析模型，在模型中引入了贵宾（Very Important People，VIP）用户的概念，设计了一种考虑VIP用户的导频调度准则，旨在最大化VIP用户下行可达速率的同时，兼顾普通用户的体验。仿真中将此准则与基于可达和速率准则以及Max-Min准则进行了比较，分析了几种导频调度准则的优缺点。
　　在考虑VIP用户的导频调度准则基础上，本文提出了一种基于遗传算法（Genetic Algorithm，GA）的导频调度方法。以组合优化问题模型为基础，采用传统遗传算法求解最优导频方案；以多目标优化问题模型为基础，采用多目标遗传算法（Muti-objective Genetic Algorithm，MOGA）进行求解。仿真结果证明了该导频调度方法在获取近似最优解的同时，大大缩短了算法执行时间，提高了算法执行效率。
　　受部分频率复用概念的启发，本文阐述了部分导频复用的概念，并研究了一种基于部分导频复用的导频调度方法。在该方法中，相邻小区边缘相邻位置的导频保持正交性，并为中心位置的用户分配同一套导频序列。仿真结果证明了该调度方法能够进一步降低小区间导频污染，同时在对仿真结果分析的基础上，文章最后给出了部分复用因子的取值建议。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1研究背景与意义

1.2国内外研究现状

1.3主要内容及组织框架

第二章 大规模MIMO多小区TDD系统及导频去污染技术

2.1大规模MIMO多小区TDD系统

2.2大规模MIMO系统导频去污染关键技术

2.3本章小结

第三章 考虑VIP用户的导频调度准则

3.1系统模型

3.2导频调度的内容

3.3传统的导频调度准则

3.4考虑VIP用户的导频调度准则

3.5实验结果与分析

3.6本章小结

第四章 基于遗传算法的导频调度算法

4.1传统遗传算法介绍

4.2基于遗传算法的导频调度算法

4.3基于多目标遗传算法的导频调度算法

4.4实验结果与分析

4.5本章小结

第五章 基于部分导频复用的导频调度

5.1部分导频复用的概念

5.2基于部分导频复用的导频调度

5.3实验结果与分析

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1全文总结

6.2未来展望

参考文献

附录1 程序清单

附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录3 攻读硕士学位期间申请的专利

附录4 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢