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1. 研究目的与意义(文献综述)
近些年随着移动数据的需求爆炸性增长,当前的移动通信网络容量难以支持千倍流量的增长,网络消耗和比特成本难以承受;并且移动通信频谱稀缺,可用频谱呈大跨度,碎片化分布,难以实现频谱的高效利用,因此必须发展新一代5g技术。
无论国内还是国外都十分注重5g的研发。欧盟在2012年9月启动了“5g now”的研究课题。2013年10月,日本无线工业及商贸联合会(arib)设立了5g研究组“2020andbeyondadhoc”。而韩国在2013年6月成立了5g论坛推进组5gforum。该论坛提出了5g国家战略和中长期发展规划,并负责研究5g需求,明确5g网络和服务的概念等。美国则于2012年7月,在纽约大学理工学院成立了一个由政府和企业组成的研究5g的联盟。美国国家科学基金会(nsf)为其提供80万美元资助金,为合作者企业提供120万美元研发资助。我国在5g研发过程中处于领先地位。我国率先成立了5g推进组,全面推进5g研发工作,提出我国要在5g标准制定中发挥引领作用的宏伟目标。科学技术部投入1.6亿元人民币,先后启动国家5g移动通信系统前期研发重点项目。迄今为止,中国5g推进组已经有55个成员其中包括运营商,厂商,研究院及大专院校。中国5g推进组中还有两家外国公司。
5g网络是数字蜂窝网络,这种网络中,供应商覆盖的服务区域被划分为许多被称为蜂窝的小地理区域。5g网络有许多优势,其数据传输速率远远高于以前的蜂窝网络,最高可达10gbit/s,是4glet的100倍。同时5g网络还具有低于1毫秒的网络延迟,可满足远程医疗等实时应用。5g采用大规模的mimo,相比于4g mimo的最多8天线,5g可以实现16/32/64/128天线,甚至更大规模,便可以更加充分的利用空间资源,通过多个天线实现多发多收,在不增加频谱资源和天线发射功率的情况下,成倍的提高信道容量。
2. 研究的基本内容与方案
在ofdm系统的相干检测中需要对信道进行估计,信道估计的精度将直接影响整个系统的性能。为了能在接收端准确的恢复发射端的发送信号,人们采用各种措施来抵抗多径效应对传输信号的影响,信道估计技术的实现需要知道无线信道的信息,如信道的阶数、多普勒频移和多径时延或者信道的冲激响应等参数。因此,信道参数估计是实现无线通信系统的一项关键技术。
而在采用了大规模mimo的ofdm系统中,由于天线数量多,用户数量大,对所有可能信道都进行信道估计所需的开销极大,计算十分复杂。因此如何找到合适的天线和信道进行信道估计,从而在保证信道估计有效性的前提下最大程度节省开销,降低时延,是本次研究的重点。
由于大规模mimo天线数量高达128根,全部估计不太现实,这里我会根据用户到天线的距离选择最近的两到三根天线进行估计,再从选出的天线中估计出合适的信道分配给不同的用户。我会调整天线的数量和子信道估计的方案,找到最佳的方案。
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,了解研究所需理论基础。确定方案,完成开题报告。
第4-5周:熟悉掌握基本理论,完成英文资料的翻译,熟悉开发环境。
第6-9周:编程实现各算法,并进行仿真调试。
4. 参考文献(12篇以上)
1.郑建宏等,“基于信噪比排序的 mimio-ofdm 信号检测方法,” 重庆大学学 报(自然科学版), vol.29, no. 4, 2017.
2.liping'an, liu quan, 《wideband wireless communications—— principles applications》, highereducation press, march 2016
3.李平安,刘岚,《现代数字通信原理系统及仿真》,电子工业出版社,2019 年 6 月。
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