基于等效频谱带宽的大规模MIMO系统的用户选择方案研究

摘要

MIMO技术将传统的单天线传输的单一的频谱资源，拓展到空间中，综合利用频谱资源和空间资源，提高频谱利用率，解决了当前技术中无法解决的容量上限的问题。本文提出在已知信道状态信息的前提下，保证每一个用户的QoS要求的传输速率、时延和误码率三个维度的用户选择方案，以提高大规模MIMO系统的频谱资源和空间资源的利用率：
　　(1)、在已知CSI的条件下，提出一种基于等效频谱带宽的大规模MIMO系统中QoS—资源映射。在已知CSI的条件下，根据用户的QoS要求（传输速率、时延和误码率）和信道状态信息，将多用户MIMO系统的天线资源和频谱资源统一映射到频谱资源上，使得在调度用户时，分配一定的频谱资源即可以满足不同用户业务的QoS要求，该频谱资源称之为用户的等效频谱带宽。
　　(2)、针对大规模MIMO系统下行信道，提出一种基于等效频谱带宽的用户选择方案。所提出基于等效频谱带宽的用户选择方案，综合考虑用户业务的QoS要求（传输速率、时延和误码率）和天线数的限制（基站的天线数不小于系统中所有用户天线数的和），进行用户调度以使得系统的吞吐量最大。
　　(3)、针对大规模MIMO系统下行信道，对（2）中的用户选择方案进行优化。在实际通信中，通常用户在整个通信过程中并不是始终都处于激活状态，因此，我们只需要保证处于激活状态的用户的QoS要求既可。基于上述思想，我们提出基于等效频谱带宽的优化的用户选择方案，在保证处于激活状态的用户QoS要求和天线数限制的条件下，进行用户选择以使得系统的吞吐量最大。

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专用术语注释表

第一章 绪论

1.1本文的研究背景及意义

1.2多用户MIMO系统用户选择方案的研究

1.3 本文的研究内容章节安排及主要贡献

第二章 大规模MIMO系统的容量研究

2.1引言

2.2大规模MIMO系统信道模型

2.3大规模MIMO系统上行信道容量区域的研究

2.4大规模MIMO系统下行信道容量区域的研究

2.5大规模MIMO系统上行信道容量区域和下行信道容量区域的关系

2.6本章小结

第三章 基于等效频谱带宽的大规模MIMO系统中QoS—资源映射

3.1引言

3.2基于等效频谱带宽的大规模MIMO系统上行信道模型

3.3基于等效频谱带宽的大规模MIMO系统下行信道模型

3.4本章小结

第四章 基于等效频谱带宽的用户选择方案

4.1引言

4.2基于等效频谱带宽的用户选择方案及仿真结果

4.3引入激活因子的用户选择方案及仿真结果

4.4本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间申请的专利

附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢