大规模MIMO—FBMC系统下空间消隐方法,此文是一篇FBMC系统论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
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摘 要： 在大规模多入多出正交频分复用技术（MIMOFBMC）下行链路系统中,大量微小区部署在宏小区覆盖区域内,并且宏小区和微小区共享相同频谱.在宏小区引入大规模多进多出（MIMO）技术,在相对较窄的角度扩展下从宏小区可以看到同一热点内的用户几乎位于同一位置,这就引起了方向性的信道向量.利用这个信道向量的空间方向信息采用协调波束成形,获得空间消隐,即将传输能量集中在某些特定的方向上,从而给位于其他方向上的微小区创造传输数据的机会,以减少对这些微小区的干扰.此方法类似于增强型小区间干扰协调技术（eICIC）中的几乎空白子帧（ABS）方法.仿真结果表明,该方案能有效提高大规模MIMOFBMC系统的容量.
关键词： 大规模MIMOFBMC； 微小区； 空间消隐； 协调波束成形
中图分类号： TN 911.7 文献标志码： A 文章编号： 10005137（2017）01007907
Abstract： In this paper,we study the downlink performance of MIMOFBMC system where small cells are deployed under a macrocell,both macro and small cells share the same spectrum.Assume the regime of massive MIMO in the macrocell,the users of the same hotspot are seen under a relatively narrow angular spread from the macrocell appearing almost colocated to the macrocell.This leads to directional channel vectors,which can be exploited to simplify coordinated beamforming techniqueand obtain spatial blanking,a means of concentrating energy only in certain directions while creating transmission opportunities for the small cells lying in the other directions,and mitigating interference to the small cells.It is in analogy with the almostblank subframes approach of eICIC.Simulation results show that the proposed algorithm can improve the system capacity of massive MIMOFBMC.
Key words： massive MIMOFBMC； small cells； spatial blanking； coordinated beamforming
0 引 言
由于先进通信设备的引进,在典型的密集城市场景下[1],大部分数据流量通过高度集中的用户群产生热点来传输.解决数据需求的一个可能方案是采用大规模多进多出（MIMO）技术[2],例如一个基站配有600根天线也许只服务10个用户,基站端采用大规模天线阵列,可以无需正交化时频资源,就能提供干扰协调.传统的正交频分复用技术（OFDM）难以实现严格同步和非连续频带的传输,会有严重的频谱泄露.而滤波器组多载波技术（FBMC）可以通过使用良好的滤波器解决上述问题,文献[3]中研究了正交频分复用技术/偏移正交幅度调制（FBMC/OQAM）系统下的信道估计方法.所以大规模MIMO和FBMC技术的结合受到广泛关注和研究.
另一解决数据流量需求的可行方案是部署大量低功率基站（微小区）,尤其是部署在更靠近高密度用户区域,但代价是增加了干扰功率.因此研究者都集中在研究干扰协调策略,这也是3GPP下采用增强型小区间干扰协调（eICIC）技术的主要目标,该技术分别通过部分频率复用方法和几乎空白子帧方法来实现频率和时间的正交化[4-5],从而减轻小区间干扰.文献[6]提出了一种“认知”微小区方法,其中微小区基站具有解码宏小区基站控制信道的能力,利用解码出来的控制信息,采用一种简单的功率控制方案来处理层间干扰,主要是调整它们的发送功率电平,使得在宏小区接收端的平均干扰功率不超过某个阈值k.
典型的宏基站是部署在一个很高的位置（如屋顶或塔式安装）,这样在一个相对窄的角度扩展下既能看到自己的用户,也能看到被微小区服务的用户,这样就会产生方向性的信道向量.文献[7-9]中提出宏小区利用这个空间方向信息通过联合空分复用（JSDM）来减少对微小区的跨层干扰,主要原理是将用户空间分成用户组,使得用户具有近似相同的协方差,将下行波束成形分为预波束成形矩阵和预编码矩阵.本文作者提出利用这个信道向量的空间方向信息,基于协调波束成形的空间消隐算法,将传输数据集中在某些特定的方向上,从而给位于其他方向上的微小区创造传输数据的机会,以减少对这些微小区的干扰.
1 系统模型
研究场景的系统模型如图1所示,在该场景下的一个小区中有一个宏基站（MBS）,宏小区的覆盖半径为Rmc,单天线用户非均匀分布在宏小区中,假设用户聚集在某些高密度热点,本文作者稱之为用户组.假设Nu个用户组均匀且独立分布在宏小区,每一个用户组集中的区域远小于宏小区覆盖区域.在该系统下有Nf个微小区（Nf≤Nu）,每一个微小区覆盖一个用户组,这些用户组的集合为Ω.剩下的Nu-Nf个用户组的集合为R.宏基站的天线数为Nm,微小区基站的天线数为Ns,宏基站考虑大规模MIMO体制[10],即Nm≥Ns≥1.
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