【摘 要】
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大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)已经成为5G最核心的关键技术,它能够大幅度增加无线通信系统容量、提升用户速率,以及提高通信可靠性,且不需要额外
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大规模多输入多输出(multiple-input multiple-output,MIMO)已经成为5G最核心的关键技术,它能够大幅度增加无线通信系统容量、提升用户速率,以及提高通信可靠性,且不需要额外増加发射功率和频谱资源。然而这些性能的提升却需要配备大量昂贵的射频(radio frequency,RF)链路,大大增加系统复杂度和硬件开销。天线选择(antenna selection)技术通过减少射频链路,有效降低成本和系统复杂度,不仅保持了大规模MIMO的显著优势,且性能优于传统非天线选择的MIMO系统。本文首先介绍了多用户大规模MIMO技术的研究背景和意义,分析了研究面临的问题,强调了天线选择在多用户大规模MIMO应用中的必要性。为了减少下行链路传输用户间的干扰和解码的复杂度,发射端采用了简单却有效的迫零波束形成预编码。本文还从不同信噪比、天线数、射频链路数、用户数等多角度分析了天线选择系统性能和用户服务质量。本文提出了多用户大规模MIMO二层用户导向天线选择算法,该算法能够为优先用户提供较高的服务质量,而普通用户的服务质量较低,其主要思想是基于优先用户的服务质量进行天线选择。其次,本文还提出了多用户大规模MIMO三层用户导向天线选择算法,其主要思路是基于第一等级用户和第二等级用户进行天线选择,该算法能够为第一等级用户提供最高的服务质量,第二等级用户的服务质量虽然比第一等级用户低,但却比普通用户的服务质量高。本文还分析了提出的算法影响用户服务质量的因素,并将提出的两种天线选择算法与基于范数天线选择算法和不进行天线选择系统进行对比分析。
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