5G通信系統(tǒng)中massiveMIMO_FBMC技術(shù)的結(jié)合概述

1、 .massive MIMO-FBMC技術(shù)綜述摘 要為了應(yīng)對(duì)第五代移動(dòng)通信（5G）中更高數(shù)據(jù)率和更低時(shí)延的需求，大規(guī)模MIMO（massive multiple-input multiple-output）技術(shù)已經(jīng)被提出并被廣泛研究。大規(guī)模MIMO技術(shù)能大幅度地提升多用戶網(wǎng)絡(luò)的容量。而在5G中的帶寬研究方面，特別是針對(duì)碎片頻譜和頻譜靈活性問題，現(xiàn)有的正交頻分多址（Orthogonal Frequency Division Multiplexing, OFDM）技術(shù)不可能應(yīng)對(duì)未來(lái)的挑戰(zhàn)，新的波形方案需要被設(shè)計(jì)出來(lái)?；诖?，F(xiàn)BMC（filter bank multicarrier）技術(shù)由于具有比

2、OFDM低得多的帶外頻譜泄露而被受到重視，并已被標(biāo)準(zhǔn)推進(jìn)組IMT-2020列為5G物理層的主要備選方案之一。本文首先回顧了5G中波形設(shè)計(jì)方案（主要是FBMC調(diào)制）和大規(guī)模多天線系統(tǒng)（即massive MIMO）的現(xiàn)有工作和主要挑戰(zhàn)。然后，簡(jiǎn)要介紹了基于Massive MIMO的FBMC系統(tǒng)中的自均衡性質(zhì)，該性質(zhì)可以用于減少系統(tǒng)所需的子載波數(shù)目。同時(shí)，F(xiàn)BMC中的盲信道跟蹤性質(zhì)可以用于消除massive MIMO系統(tǒng)中的導(dǎo)頻污染問題。盡管如此，如何將FBMC技術(shù)應(yīng)用于massive MIMO系統(tǒng)中的誤碼率、計(jì)算復(fù)雜度、線性需求等方面仍然不明確，未來(lái)更多的研究工作需要在massive MIMO-F

3、BMC方面展開來(lái)。關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO；FBMC；自均衡；導(dǎo)頻污染；盲均衡AbstractIn order to address the requirements of higher data rates and lower latency in the fifth generation mobile communication systems (5G), massive multiple-input multiple-output (MIMO) has been proposed and is currently an active area of research. This is du

4、e to the fact that they can greatly increase the capacity of multiuser networks. In the quest for bandwidth, particular challenges that need to be addressed in the context of 5G are fragmented spectrum and spectrum agility. It is unlikely that these challenges can be satisfied using Orthogonal Frequ

5、ency Division Multiplexing (OFDM), and new waveforms are required. The filter bank multicarrier (FBMC) technique has been listed by IMT-2020 as one of the key physical layer candidates in 5G, since the FBMC has much lower out-of-band radiation than the OFDM.This article reviews existing related work

6、 and identifies the main challenges in the key 5G area at the intersection of waveform design (especially for FBMC) and large-scale multiple antenna systems, also known as Massive MIMO. The property of self-equalization is then introduced for FBMC-based Massive MIMO, which can reduce the number of s

7、ubcarriers required by the system. It is also shown that the blind channel tracking property of FBMC can be used to address pilot contamination - one of the main limiting factors of Massive MIMO systems. Nevertheless, the implications of FBMC on error-rate performance, computational complexity, and

8、linearity requirements in large-scale MIMO systems with potentially hundreds of antennas at the base station are still unclear. More research works correspond to the massive MIMO-FBMC system are needed in the future.Key Words: massive MIMO; FBMC; self-equalization; pilot contamination; blind equaliz

9、ation目 錄摘 要IAbstractII1 引言12 技術(shù)背景簡(jiǎn)介32.1 massive MIMO技術(shù)32.1.1 Massive MIMO的引入32.1.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO42.1.3 多用戶MIMO(MU-MIMO)62.2 FBMC技術(shù)73 massive MIMO-FBMC的結(jié)合問題103.1 信道均衡問題103.2 導(dǎo)頻污染問題114 結(jié)語(yǔ)13參考文獻(xiàn)14 .頁(yè)腳. 1 引言Massive MIMO（又稱large scale MIMO）技術(shù)，是指基站端采用大規(guī)模天線陣列，天線數(shù)超過十根甚至上百根，并且在同一時(shí)頻資源內(nèi)服務(wù)多個(gè)用戶的多天線技術(shù)，該技術(shù)由貝爾實(shí)驗(yàn)室的Marzett

10、a于2010年首次提出，目前已成為5G無(wú)線通信領(lǐng)域最具潛力的研究方向之一1,2。與傳統(tǒng)的MIMO相比，Massive MIMO不同之處主要在于，天線趨于很多（無(wú)窮）時(shí)信道之間趨于正交，這使得系統(tǒng)的很多性能都只與大尺度相關(guān)，與小尺度無(wú)關(guān)。特別是在TDD大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站可以通過反向鏈路的導(dǎo)頻序列來(lái)估計(jì)出下行鏈路的信道狀態(tài)信息（CSI），無(wú)需基站間協(xié)作，僅采用簡(jiǎn)單的預(yù)處理即可降低小區(qū)間和用戶間干擾，并且非相關(guān)的加性噪聲和快衰落隨著天線數(shù)的無(wú)限增加而消失3。Marzetta等人在研究massive MIMO時(shí)，均使用OFDM技術(shù)將移動(dòng)用戶和基站多天線之間的頻率選擇性信道變成一系列的平坦衰落信

11、道。傳統(tǒng)的OFDM雖然能達(dá)到很小的復(fù)雜度和非常高的帶寬效率，但在應(yīng)用到更復(fù)雜的動(dòng)態(tài)或多用戶網(wǎng)絡(luò)中時(shí)，卻存在難以實(shí)現(xiàn)嚴(yán)格同步（移動(dòng)環(huán)境下的多普勒效應(yīng)）和非連續(xù)頻帶的傳輸（譜泄漏嚴(yán)重）兩大主要問題，而濾波器組多載波（Filter Bank Multicarrier，F(xiàn)BMC）技術(shù)通過使用時(shí)頻聚焦性良好的濾波器解決了上述問題4。與OFDM技術(shù)不同，F(xiàn)BMC中：1）原型濾波器的沖擊響應(yīng)和頻率響應(yīng)可以根據(jù)需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，各載波之間不再必須是正交的，不需要插入循環(huán)前綴，從而獲得了更高的帶寬效率；2）能實(shí)現(xiàn)各子載波帶寬設(shè)置、各子載波之間的交疊程度的靈活控制，從而可靈活控制相鄰子載波之間的干擾，并且便于使用一些

12、零散的頻譜資源；3）各子載波之間不需要同步，同步、信道估計(jì)、檢測(cè)等可在各子載波上單獨(dú)進(jìn)行處理，因此尤其適合于難以實(shí)現(xiàn)各用戶之間嚴(yán)格同步的上行鏈路。FBMC作為OFDM的備選技術(shù)之一，已被證明能很好的適用于認(rèn)知無(wú)線電通信、雙色散信道通信、數(shù)字用戶線（DSLs）和電力線通信（PLC）5，具有較強(qiáng)的發(fā)展?jié)摿ΓP(guān)于將FBMC作為Massive MIMO系統(tǒng)調(diào)制方案的研究才剛剛開始6。本文主要對(duì)massive MIMO-FBMC現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，旨在為未來(lái)massive MIMO-FBMC的研究提供思路。2 技術(shù)背景簡(jiǎn)介2.1 massive MIMO技術(shù)大規(guī)模MIMO技術(shù)是指基站端采用大規(guī)模天線陣列

13、，天線數(shù)超過十根甚至上百根，并且在同一時(shí)頻資源內(nèi)服務(wù)多個(gè)用戶的多天線技術(shù)。與傳統(tǒng)的MIMO相比，大規(guī)模MIMO不同之處主要在于，天線趨于很多（無(wú)窮）時(shí)信道之間趨于正交，這使得系統(tǒng)的很多性能都只與大尺度相關(guān)，與小尺度無(wú)關(guān)。并且，在TDD大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，基站可以通過反向鏈路的導(dǎo)頻序列來(lái)估計(jì)出下行鏈路的信道狀態(tài)信息（CSI），無(wú)需基站間協(xié)作，僅采用簡(jiǎn)單的預(yù)處理即可降低小區(qū)間和用戶間干擾。同時(shí)，非相關(guān)的加性噪聲和快衰落隨著天線數(shù)的無(wú)限增加而消失。2.1.1 Massive MIMO的引入假設(shè)在一個(gè)傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)下，基站天線數(shù)和用戶天線數(shù)分別為M、K，則基站處的接收信號(hào)向量可以表示為(2-1)其

14、中，表示均值為0、方差為1的獨(dú)立同分布加性高斯白噪聲（AWGN）。當(dāng)接收端采用匹配濾波器時(shí)有(2-2)上式中的系數(shù)可以被表示為(2-3)根據(jù)大數(shù)定律可知，當(dāng)發(fā)送天線M趨近于無(wú)窮大時(shí)，趨近于1，而趨近于0，于是(2-4)即可以直接在接收端恢復(fù)出發(fā)送數(shù)據(jù)。因此，在基站天線數(shù)趨近于無(wú)窮時(shí)，可以忽略通常嚴(yán)重影響通信系統(tǒng)性能的熱噪聲和不相干的小區(qū)間干擾，并且最簡(jiǎn)單的波束成型，比如最大比合并接收機(jī)(MRC receiver)可以達(dá)到最優(yōu)。2.1.2 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO假設(shè)各信道的衰落是獨(dú)立同分布的，且服從單位方差的循環(huán)對(duì)稱復(fù)高斯分布，則點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO中可以將接收信號(hào)表示為(2-5)其中表示下行的傳輸功率，表示

15、均值為0、方差為1的獨(dú)立同分布AWGN。假設(shè)獨(dú)立同分布的高斯傳輸信號(hào)及接收端已知完美的信道狀態(tài)信息CSI，則有接收端信噪比為(2-6)MK時(shí)的系統(tǒng)容量為(2-7)時(shí)的系統(tǒng)容量為(2-8)具體推導(dǎo)過程如下：(2-9)其中分別表示基站天線與不同接收用戶之間的信道矢量。對(duì)于一個(gè)均值為0方差為1的獨(dú)立同分布復(fù)高斯信道，將上述矩陣中的每一個(gè)元素進(jìn)行分解得到(2-10)(2-11)將和 的值代入的表達(dá)式，很容易得到(2-12)然后將此式直接代入容量的表達(dá)式，證明完畢。類似的，亦可證明當(dāng)時(shí)的系統(tǒng)容量為(2-13)2.1.3 多用戶MIMO(MU-MIMO)相對(duì)于單用戶MIMO，多用戶MIMO可以通過多用戶復(fù)

16、用策略來(lái)得到多址接入增益。并且，眾多限制單用戶MIMO性能的因素對(duì)多用戶MIMO并沒有多大影響，比如天線相關(guān)性較高或視線距離(LOS)傳播造成的信道矩陣秩的缺失，從而導(dǎo)致單用戶復(fù)用增益的降低。對(duì)于多用戶MIMO而言，如果多用戶分集增益可以被提取出來(lái)，信道矩陣秩的減少并不能造成太大危害。在上行鏈路中，假設(shè)每個(gè)基站天線數(shù)為M，單天線用戶數(shù)為K，則信道傳輸矩陣G可以表示為(2-14)其中H、D分別表示小尺度衰落和大尺度衰落。根據(jù)上一小節(jié)的推導(dǎo)可知(2-15)對(duì)于上行信號(hào)傳輸，基站接收信號(hào)可以表示為(2-16)MU-MIMO上行信道的容量為(2-17)當(dāng)基站天線數(shù)趨近于無(wú)窮大時(shí)有(2-18)此時(shí)使用M

17、RC進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)便可達(dá)到系統(tǒng)的最大容量。下行鏈路的推導(dǎo)過程類似。在TDD大規(guī)模MIMO多小區(qū)中的各用戶（通常假設(shè)配置單個(gè)天線）向基站發(fā)送相互正交的導(dǎo)頻信號(hào)，基站利用接收到的導(dǎo)頻信號(hào)，獲得上行鏈路信道參數(shù)的估計(jì)值，再利用 TDD 系統(tǒng)上下行信道的互易性，獲得下行鏈路信道參數(shù)的估計(jì)值，由此實(shí)施上行檢測(cè)和下行預(yù)編碼傳輸。注意到，隨著用戶數(shù)目的增加，用于信道參數(shù)估計(jì)的導(dǎo)頻開銷隨之線性增加，特別是在中高速移動(dòng)通信場(chǎng)景，導(dǎo)頻開銷將會(huì)消耗掉大部分的時(shí)頻資源，成為系統(tǒng)的“瓶頸”。因此，開展導(dǎo)頻受限條件下的TDD大規(guī)模MIMO信道信息獲取技術(shù)研究具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)，在多小區(qū)大規(guī)模MIMO-TDD系統(tǒng)中

18、，當(dāng)基站通過上行鏈路用戶發(fā)送的導(dǎo)頻序列估計(jì)信道時(shí)，系統(tǒng)會(huì)存在導(dǎo)頻污染問題，這在很大程度上限制了Massive MIMO技術(shù)的性能優(yōu)勢(shì)。如何將導(dǎo)頻污染的影響降低到最小，或者采用何種檢測(cè)方式可以降低系統(tǒng)的導(dǎo)頻污染，需要進(jìn)一步深入研究。2.2 FBMC技術(shù)得益于其低帶外泄露的特性，F(xiàn)BMC技術(shù)已展現(xiàn)出取代OFDM技術(shù)的巨大潛力。通常來(lái)講，F(xiàn)BMC技術(shù)包括以下三種實(shí)現(xiàn)方式：(1) 濾波多音調(diào)制（Filtered Multitone，F(xiàn)MT）7：FMT是傳統(tǒng)頻分復(fù)用概念的簡(jiǎn)單擴(kuò)展。在FMT中，輸入符號(hào)通常采用QAM調(diào)制，并且子載波之間沒有交疊。為了保證子載波不交疊，通常需要進(jìn)行過采樣為相鄰子載波增加保護(hù)

19、間隔。因此，F(xiàn)MT會(huì)導(dǎo)致頻率利用率下降。(2) 余弦多音調(diào)制（Cosine Modulated Multitone，CMT）8：在CMT中，輸入符號(hào)采用脈沖幅度調(diào)制（Pulse Amplitude Modulation，PAM），并且子載波之間允許交疊。為實(shí)現(xiàn)最大頻譜利用率，需要在CMT中使用殘留邊帶調(diào)制。(3) 偏移正交振幅調(diào)制-OFDM（Offset Quadrature Amplitude Modulation-OFDM，OQAM-OFDM）9：在OQAM-OFDM中，輸入的是OQAM調(diào)制符號(hào)，即QAM符號(hào)的實(shí)部與虛部在時(shí)間上錯(cuò)開半個(gè)符號(hào)周期。OQAM-OFDM允許子載波之間存在交疊，并

20、且能夠達(dá)到最大頻譜利用率。由于OQAM-OFDM能夠提供與OFDM相同的頻譜利用率，其OQAM調(diào)制符號(hào)與OFDM中的QAM調(diào)制符號(hào)具有相似性，并且相對(duì)于其他兩種實(shí)現(xiàn)方式更受到國(guó)內(nèi)外研究團(tuán)隊(duì)的關(guān)注，因此本小節(jié)余下部分將主要簡(jiǎn)述OQAM-OFDM技術(shù)的基本原理。典型的OQAM/OFDM系統(tǒng)的基帶傳輸模型如圖2-1中所示：圖2-1 OQAM/OFDM系統(tǒng)的基帶傳輸模型在該系統(tǒng)中，子載波數(shù)是M，子載波間隔是1/T，其中T表示符號(hào)映射后的符號(hào)間隔。表示在時(shí)頻點(diǎn)（m,n）位置處的實(shí)值傳輸符號(hào)，其中m、n分別指時(shí)間和子載波頻率，并且相鄰的傳輸符號(hào)和分別來(lái)自于正交幅度調(diào)制（QAM）映射后符號(hào)的實(shí)部和虛部。表示

21、實(shí)對(duì)稱原型濾波器。OQAM/OFDM系統(tǒng)的基帶等效發(fā)送信號(hào)可以表示為 (2-19)發(fā)送信號(hào)在接收之前會(huì)受到信道和噪聲的影響，令表示OQAM/OFDM信號(hào)所經(jīng)過的多徑衰落信道，表示均值為0、方差為的復(fù)值加性高斯白噪聲（Additive White Gaussian Noise, AWGN），則接收信號(hào)可以表示為 (2-20)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行解調(diào)后，可獲得時(shí)頻點(diǎn)處的解調(diào)符號(hào)為 (2-21)其中表示加性高斯白噪聲的解調(diào)符號(hào)，可以表示為 (2-22)和OFDM系統(tǒng)不同的是，OQAM/OFDM系統(tǒng)的正交條件僅在實(shí)數(shù)域內(nèi)成立，即 (2-23)其中是狄拉克函數(shù)，滿足當(dāng)時(shí)，當(dāng)時(shí)。我們定義 (2-24)顯然，當(dāng)且

22、時(shí)，其他任何情況下都是一個(gè)純虛數(shù)。令，從文獻(xiàn)10中可知的值僅和p，q的大小相關(guān)，并且當(dāng)使用的原型函數(shù)有良好的時(shí)頻聚焦特性時(shí)，的值隨著，的增大而逐漸趨近于0。比如，當(dāng)使用各向同性正交變換（Isotropic Orthogonal Transform Algorithm, IOTA）函數(shù)作為原型函數(shù)時(shí)，可以得到當(dāng)或時(shí)，近似等于0。理論上講，如果能在信號(hào)傳輸中保證實(shí)域正交條件的成立，就可以在接收端完美的恢復(fù)出發(fā)送數(shù)據(jù)。3 massive MIMO-FBMC的結(jié)合問題3.1 信道均衡問題信道均衡指在獲得信道估計(jì)結(jié)果的情況下，通過均衡處理消除多徑信道造成的影響，它對(duì)系統(tǒng)的整體性能具有很大影響。在多天線技

23、術(shù)與多載波調(diào)制的結(jié)合系統(tǒng)中，固有的ISI/ICI干擾問題嚴(yán)重限制了FBMC在傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用11,12。需要注意的是，F(xiàn)MT作為FBMC技術(shù)的實(shí)現(xiàn)形式之一，由于其發(fā)送端沒有使用實(shí)/PAM符號(hào)，因此和OFDM一樣能和MIMO系統(tǒng)很好的匹配，但FMT和OFDM均存在相同的帶寬損失問題13。目前已有文獻(xiàn)利用massive MIMO的特有性質(zhì)來(lái)減輕massive MIMO-FBMC系統(tǒng)的干擾問題。基于大數(shù)定律，massive MIMO系統(tǒng)中每個(gè)子載波上的信道增益大體相同，該現(xiàn)象被稱為信道硬化效應(yīng)1。在瑞利信道模型下14，massive MIMO系統(tǒng)的信道硬化效應(yīng)可以表示為：(3-1)其中K表示

24、上行用戶數(shù)，分別表示用戶信道和大尺度衰落因子，該式表明每個(gè)用戶信道的歐式范數(shù)近似等于其大尺度衰落因子，據(jù)此便可消除快衰落的影響，從而簡(jiǎn)化了調(diào)度策略的復(fù)雜度?；趍assive MIMO系統(tǒng)的信道硬化效應(yīng)，文獻(xiàn)15的作者將FBMC引入massive MIMO系統(tǒng)中并提出了該系統(tǒng)的自均衡性質(zhì)（self-equalization），也即在massive MIMO-FBMC系統(tǒng)中從不同信道處獲得的信號(hào)分量的線性合并可以平滑信道失真，從而松弛了對(duì)子載波信道近似平坦增益的需求（一般而言，只有當(dāng)子載波數(shù)目足夠多，子載波帶寬足夠窄，子載波信道才能被近似為平坦增益）。據(jù)此，便可顯著地減少FBMC系統(tǒng)的子載波數(shù)，

25、這樣減少了系統(tǒng)復(fù)雜度和綜合濾波器組、分析濾波器組所帶來(lái)的時(shí)延。并且，由于信號(hào)分量的線性合并補(bǔ)償了子載波間的信道增益，因而可以使用更大的星座尺寸并進(jìn)一步提升系統(tǒng)帶寬效率。自均衡性質(zhì)可被認(rèn)為是大規(guī)模天線所帶來(lái)的好處，同時(shí)有效緩解了FBMC調(diào)制被應(yīng)用于massive MIMO系統(tǒng)中時(shí)存在的干擾問題。同時(shí)，F(xiàn)BMC系統(tǒng)一些技術(shù)也有助于提升massive MIMO-FBMC系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。作為傳統(tǒng)FBMC系統(tǒng)多相實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)的一種可替代結(jié)構(gòu)，F(xiàn)S-FBMC（frequency spreading FBMC）由于其良好的均衡效果而被受到重視16。FS-FBMC系統(tǒng)利用頻率傳播均衡(FSE)技術(shù)來(lái)提升均衡的準(zhǔn)確

26、性，其中FSE的基本思想是一個(gè)長(zhǎng)度為N=KL的離散時(shí)間平方根Nyquist濾波器pn，可以由頻域上的2K-1個(gè)不同頻率點(diǎn)組合而成，即(3-2)其中，ck表示p(n)在頻率上的頻率響應(yīng)，K表示重疊因子(即在實(shí)域上重疊的符號(hào)個(gè)數(shù))，L表示Nyquist濾波器零點(diǎn)之間的采樣間隔?；诖?，文獻(xiàn)17中作者將FSE技術(shù)應(yīng)用到massive MIMO-FBMC中，從而有效提升了系統(tǒng)的均衡效果，這也使得該系統(tǒng)允許更高的比特率和更寬的子載波帶寬。子載波帶寬加寬意味著子載波數(shù)目變小，這帶來(lái)了系統(tǒng)復(fù)雜度變低、對(duì)CFO不敏感、PAPR和時(shí)延變小等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)每個(gè)子載波帶寬變寬等價(jià)于原型濾波器長(zhǎng)度變短，從而提升了FBMC

27、系統(tǒng)的帶寬效率（FBMC信號(hào)的上升和下降變短）。3.2 導(dǎo)頻污染問題在貝爾實(shí)驗(yàn)室提出的TDD大規(guī)模MIMO傳輸方案中3，小區(qū)中的各用戶（通常假設(shè)配置單個(gè)天線）向基站發(fā)送相互正交的導(dǎo)頻信號(hào)，基站利用接收到的導(dǎo)頻信號(hào)，獲得上行鏈路信道參數(shù)的估計(jì)值，再利用TDD系統(tǒng)上下行信道的互易性，獲得下行鏈路信道參數(shù)的估計(jì)值，由此實(shí)施上行檢測(cè)和下行預(yù)編碼傳輸。但是，受信道相干時(shí)間的影響，在TDD多蜂窩massive MIMO網(wǎng)絡(luò)中，所有基站使用相同的導(dǎo)頻序列集和頻率。相鄰小區(qū)對(duì)相同導(dǎo)頻序列集的使用導(dǎo)致了基站端的信道估計(jì)誤差，即導(dǎo)頻污染18。導(dǎo)頻污染會(huì)嚴(yán)重影響多小區(qū)系統(tǒng)的性能表現(xiàn)及容量，為了消除導(dǎo)頻污染問題，文獻(xiàn)

28、19-21已經(jīng)提出了多種解決方案。文獻(xiàn)19的作者對(duì)接收數(shù)據(jù)信號(hào)的協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征值分解，從而獲得了優(yōu)于其他線性估計(jì)方案的信道估計(jì)效果；文獻(xiàn)20中作者提出了一種協(xié)作式貝葉斯信道估計(jì)方案，并且發(fā)現(xiàn)當(dāng)信道協(xié)方差矩陣滿足一定條件時(shí)導(dǎo)頻污染效應(yīng)可以被完全消除；文獻(xiàn)21中作者對(duì)通過對(duì)接收信號(hào)矩陣進(jìn)行奇異值分解，從而提出了一種基于子空間投影的盲方案以消除導(dǎo)頻污染問題。massive MIMO-FBMC系統(tǒng)中同樣存在導(dǎo)頻污染問題，為此文獻(xiàn)22的作者考慮利用CMT的盲均衡性質(zhì)來(lái)消除導(dǎo)頻污染。CMT是FBMC的一種實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)，其不相干盲均衡性質(zhì)可以直接用于massive MIMO-FBMC系統(tǒng)的信道均衡?；贑M

29、T調(diào)制的massive MIMO系統(tǒng)中的盲均衡器可通過最小化代價(jià)函數(shù)獲得，即：(3-3)其中，是第k個(gè)子載波信道上均衡器的輸出，p是一個(gè)整數(shù)（通常被設(shè)置為2），(3-4)s從PAM符號(hào)字母表中隨機(jī)選取。然后，應(yīng)用LMS等盲跟蹤算法來(lái)調(diào)整該單抽頭均衡器系數(shù)23。該盲均衡算法在很少數(shù)目的迭代后便可獲得相同或優(yōu)于匹配濾波器的性能，同時(shí)該算法的輸出SINR收斂于MMSE方案，且不需要任何的小區(qū)協(xié)作或者額外訓(xùn)練信息的傳輸。同時(shí)，文獻(xiàn)24中作者指出，CMT和OQAM-OFDM（SMT）只需要通過一個(gè)調(diào)制步驟和一個(gè)一對(duì)一的數(shù)據(jù)符號(hào)映射即可相互轉(zhuǎn)化。具體來(lái)講，可以直接用復(fù)值的正弦波調(diào)制SMT信號(hào)，便可獲得復(fù)值

30、的基帶信號(hào)，即(3-5)因此，上述基于不相干盲均衡性質(zhì)的導(dǎo)頻污染消除方案同樣適用于massive MIMO-SMT系統(tǒng)。4 結(jié)語(yǔ)近期的研究工作已經(jīng)證明FBMC可以很好的應(yīng)用于massive MIMO系統(tǒng)，并且相對(duì)于OFDM獲得了低旁瓣功率、低載波頻率偏移（CFO）敏感度、更為靈活的載波聚合和高帶寬效率等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于massive MIMO與FBMC結(jié)合時(shí)存在的虛部干擾問題，未來(lái)的研究工作可以從以下幾個(gè)方面著手：將FBMC系統(tǒng)的實(shí)域正交條件擴(kuò)展到復(fù)域正交；如何將FMT調(diào)制方案應(yīng)用到massive MIMO系統(tǒng)中來(lái)；如何利用大規(guī)模多天線提升系統(tǒng)的性能表現(xiàn)。未來(lái)massive MIMO與FBMC的結(jié)合

31、可以很好的解決日益緊張的頻譜資源問題，是未來(lái)移動(dòng)通信中極具競(jìng)爭(zhēng)力的技術(shù)。參考文獻(xiàn)1 E. G. Larsson, F. Tufvesson, O. Edfors, and T. L. Marzetta, “Massive MIMO for Next Generation Wireless Systems”, IEEE Commun. Mag., vol. 52, no. 2, pp. 186-195, Feb. 2014.2 L. Lu, G. Y. Li, a. L. Swindlehurst, A. Ashikhmin, and R. Zhang, “An Overview of Mass

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