面向5G的毫米波FDD大规模MIMO系统信道估计方法和导频序列研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61561043
- 项目类别:地区科学基金项目
- 资助金额:34.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0105.移动通信
- 结题年份:2019
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2019-12-31
- 项目参与者:李桂林; 何尔利; 欧阳玉花; 邓鹏飞; 王曼; 周明; 刘祺;
- 关键词:
项目摘要
Massive multiple-input multiple-output (MIMO) is a key technique for the fifth generation of broad mobile communication networks (5G),in which the number of antennas at base station is much larger than the conventional MIMO. At the same time, as most of the frequency bands bellows 3GHz have been occupied, the attention on acquiring new spectrum for 5G has shifted to millimeter wave (mmWave). These promising techniques work well only based on the reliable channel state information (CSI) estimation and the acquirement of the mmWave channel propagation characteristics. However, it is difficult to achieve the reliable CSI in massive MIMO due to the heavy CSI feedback load and pilot overhead. Therefore, in this project the channel estimation and pilot design for mmWave massive FDD MIMO-OFDM systems are investigated from three perspectives.1) The wireless transmit characteristics of mmWave massive MIMO are investigated as well as the mmWave FDD massive MIMO-OFDM system model that is used for conducting the open/closed loop channel estimation and the best pilot training. The mmWave massive MIMO channels are sparse in nature due to the limited local scatters and the highly spatial correlation since a practical antenna array is usually installed in a physically fixed space. By exploiting the inherent channel sparsity, a structured block-sparse channel scheme would be modeled. 2) In conventional OFDM, the orthogonal pilot paradigms are employed to prevent the mutual interference among different antennas. However, the orthogonal pilot schemes result in a heavy pilot overhead in FDD massive MIMO-OFDM. Therefore, a non-orthogonal pilot paradigm would be proposed. Then, based on the non-orthogonal pilot design, the downlink channel estimation would be investigated by using the sparsity support within individual user channel matrix. At the same time, based on two-dimension CS techniques, one novel feedback scheme for channel estimation would be presented. Finally, in this section the block-sparse recovery algorithm would be investigated. 3) By exploiting the partially shared support between different user channel matrices, we would present a closed-loop channel estimation and pilot training paradigm as well as the best training sequence selection strategies. In the closed loop scheme, the users feed back the pilot measurement to base station. After the base station collects all the pilot measurements, the channel estimation and the best pilot selection are performed by combining the current measurements and the previous ones stored in based station. The project research results not only can provide technical support for massive MIMO application, will also lay the theoretical foundation for the development of mmWave FDD massive MIMO-OFDM.
课题拟从三个方面研究毫米波FDD Massive MIMO-OFDM系统信道估计和导频设计问题,提出可大幅度降低反馈开销和导频开销的导频规划和信道估计反馈方案,促进5G研究和发展。1)在毫米波,网络覆盖和天线间距变小,用户共享小区散射体,课题先研究毫米波Massive MIMO信道特征,建立结构化块稀疏信道模型,并设计用于信道估计和导频训练的毫米波FDD Massive MIMO-OFDM系统模型;2)应用单用户信道脉冲响应共同支撑集概念,建立基于压缩感知(CS)的单用户开环下行信道估计和非正交导频设计方案,建立基于两维CS技术的信道估计反馈方案,研究结构化块稀疏CS恢复算法;3)为了进一步降低导频开销和用户负担,利用多用户毫米波Massive MIMO-OFDM信道共同支撑集模型,研究基于CS技术的多用户协同闭环信道估计和导频训练方案,获得最佳导频序列选择准则和多用户支撑集CS恢复算法。
结项摘要
课题研究了毫米波Massive MIMO-OFDM系统信道估计、导频设计及其应用,提出了可大幅度降低系统开销的导频规划和信道估计反馈方案。. 1、毫米波Massive MIMO信道特征及其估计. 课题先研究了毫米波Massive MIMO信道特征,建立结构化块稀疏信道模型,设计出了可用于信道估计和导频训练的毫米波FDD Massive MIMO-OFDM系统模型。应用单用户信道脉冲响应共同支撑集概念,建立了基于压缩感知(CS)的单用户开环下行信道估计和非正交导频设计方案,建立了基于两维CS技术的信道估计反馈方案,研究了结构化块稀疏CS恢复算法。利用多用户毫米波Massive MIMO-OFDM信道共同支撑集模型,研究了多用户协同闭环信道估计和导频训练方案,获得了最佳导频序列选择准则和多用户支撑集CS恢复算法。. 2、基于位置协助的空-地毫米波自适应信道估计. 未来的5G/B5G网络将可能突破传统的单一的地面网络配置模式,将通过配置空中无人机(UAV)基站、联合卫星通信构建空、天、地一体化通信网络。为了支持基站与无人机之间稳定的高传输速率通信及快速接入,项目提出了一种基于位置信息协助的无人机毫米波通信信道估计方法,构建了无人机和毫米波基站的三维位置模型,使用分层多分辨率码本和自适应信道估计方法,利用来自全球卫星导航系统的侧面信息辅助信道估计。. 3、MIMO OFDM系统中基于导频的FBMC/OQAM双选择信道估计. 课题提出了一种基于导频的FBMC/OQAM双选择信道估计算法。该方案采用Turbo编码辅助导频的方法来消除导频处的干扰,计算导频处的信道估计信息。通过导频处的估计信息来更新信道传输矩阵,然后,采用最小均方误差加权法对传输矩阵进行估计。仿真结果证明,所提出的估计方案在误码率和信号干扰比方面优于传统方案。. 4、基于课题研究成果,开展了相关的应用研究。研究了联合大规模MIMO和D2D技术的混合网络,设计了无线充电方案;为了提高大规模MIMO系统的能量效率,研究了基于低分辨率模数转换的全双工大规模MIMO中继系统、混合分辨率大规模MIMO系统等;为了降低传输延迟,研究了基于全毫米波MIMO基站的异构网络混合回程及缓存协助内容传递方案;为了提高网络的安全性,研究大规模MIMO网络的物理层安全问题。
项目成果
期刊论文数量(41)
专著数量(1)
科研奖励数量(3)
会议论文数量(7)
专利数量(7)
Study on Cognitive Opportunistic Relaying with the Interference from Primary User over Nakagami-m Fading Channels
Nakagami-m衰落信道上主用户干扰的认知机会中继研究
- DOI:10.1007/s11277-016-3497-0
- 发表时间:2016
- 期刊:Wireless Personal Communications
- 影响因子:2.2
- 作者:Wang Weisheng;Jia Xiangdong;Yang Longxiang;Zhu Hongbo
- 通讯作者:Zhu Hongbo
D2D underlay massive MIMO hybrid networks with improved physical layer secrecy and energy efficiency
D2D 底层大规模 MIMO 混合网络,具有改进的物理层保密性和能源效率
- DOI:10.1002/dac.3272
- 发表时间:2017-09
- 期刊:International Journal of Communication Systems
- 影响因子:2.1
- 作者:Jia Xiangdong;Xie Mangang;Zhou Meng;Zhu Hongbo;Yang Longxiang
- 通讯作者:Yang Longxiang
多层异构网络第m阶用户级联方案
- DOI:10.16798/j.issn.1003-0530.2019.02.013
- 发表时间:2019
- 期刊:信号处理
- 影响因子:--
- 作者:徐文娟;贾向东;杨小蓉;纪珊珊
- 通讯作者:纪珊珊
低分辨率ADCs大规模MIMOAF中继系统性能分析
- DOI:--
- 发表时间:2017
- 期刊:计算机工程
- 影响因子:--
- 作者:周猛;贾向东;颉满刚
- 通讯作者:颉满刚
Stochastic geometry based asymptotic analysis for two-tier HetNets with massive MIMO relay employing MRC/MRT and ZF processing
采用 MRC/MRT 和 ZF 处理的具有大规模 MIMO 中继的两层 HetNet 的基于随机几何的渐近分析
- DOI:10.1002/ett.3098
- 发表时间:2017
- 期刊:Transactions ON Emerging Telecommunications Technologies
- 影响因子:3.6
- 作者:Jia Xiangdong;Zhou Meng;Yang Longxiang;Zhu Hongbo
- 通讯作者:Zhu Hongbo
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其他文献
基于FD-NOMA的无人机通信系统容量分析
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- 作者:牛春雨;贾向东;曹胜男;万妮妮
- 通讯作者:万妮妮
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- DOI:--
- 发表时间:2021
- 期刊:电子与信息学报
- 影响因子:--
- 作者:贾向东;路艺;纪澎善;吕亚平
- 通讯作者:吕亚平
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- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:信号处理
- 影响因子:--
- 作者:周明;贾向东;邓鹏飞
- 通讯作者:邓鹏飞
面向密集热点区域的多层异构网络建模方案
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- 期刊:计算机工程
- 影响因子:--
- 作者:吕亚平;贾向东;陈玉宛;路艺
- 通讯作者:路艺
三维动态无人机网络覆盖性能与信道容量分析
- DOI:10.3979/j.issn.1673-825x.202101080012
- 发表时间:2022
- 期刊:重庆邮电大学学报. 自然科学版
- 影响因子:--
- 作者:郭艺轩;贾向东;曹胜男;郝振超;殷家祥
- 通讯作者:殷家祥
其他文献
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