大规模MIMO通信的波束分割多址接入

大规模MIMO通信的波束分割多址接入(中文11000字,英文PDF)
摘要
本文研究了多载波多用户的多输入多输出(MU-MIMO)系统，其中基站配置了大量的天线。分析了一个完全互相关的信道矩阵，并给出了一个波束域信道模型，其中信道增益与子载波无关。对于该模型，我们首先推导了可达遍历和速率的一个闭合上界，在此上限的基础上，我们得到了下行链路传输最优的渐近充要条件，该条件只需要发射机已知统计的信道状态信息。在此基础上，提出了一种波束分割多址(BDMA)传输方案。通过选择非重叠波束给不同的用户，可以将多用户MIMO信道等价地分解为多个单用户MIMO信道，该方案大大降低了信道估计的开销和收发机的处理复杂度。此外，针对BDMA传输，提出了一种最优导频设计准则，使均方误差(MSE)最小，并利用Zadoff-Chu序列提出了最优导频序列。仿真结果表明了BDMA传输的性能接近最优，以及所提出的导频序列的优点。
关键词：波束分割多址(BDMA)，大规模MIMO，统计信道状态信息(CSI)，和速率上界。