1、大規模天線技術匯報人：朱嘉誠導師：陳東華 目錄目錄大規模天線簡介大規模天線簡介原理介紹原理介紹研究現狀研究現狀massive mimomassive mimo簡介簡介 Massive MIMOMassive MIMO，又稱為，又稱為large-scale MIMOlarge-scale MIMO。顧名思義，就是在基站端安裝幾百根天線顧名思義，就是在基站端安裝幾百根天線（128128根、根、256256根或者更多），從而實現幾百根或者更多），從而實現幾百個天線同時發數據。個天線同時發數據。 與傳統的與傳統的MIMOMIMO相比，相比，Massive MIMOMassive MIMO的不同之處主要

2、在于，的不同之處主要在于，天線趨于很多（無窮）時，信道之間趨于正交。系統的天線趨于很多（無窮）時，信道之間趨于正交。系統的很多性能都只與大尺度很多性能都只與大尺度相關相關，與小尺度，與小尺度無關無關?；編装?。基站幾百根天線的導頻設計要耗費大量時頻資源，所以基于導頻根天線的導頻設計要耗費大量時頻資源，所以基于導頻的信道估計方式不可取。的信道估計方式不可取。TDDTDD可以利用信道的可以利用信道的互易性互易性進行進行信道估計，不需要導頻進行信道估計。信道估計，不需要導頻進行信道估計。 在繼承傳統的在繼承傳統的MIMOMIMO技術的基礎上，利用技術的基礎上，利用空間分集空間分集Massive Ma

3、ssive MIMOMIMO在能量效率，安全，魯棒性，以及頻譜利用率上都在能量效率，安全，魯棒性，以及頻譜利用率上都有顯著的提升。有顯著的提升。與傳統與傳統mimomimo的區別的區別空空間間圖示：空間分集抗信號衰落圖示：空間分集抗信號衰落Massive Mimo Massive Mimo 研究現狀研究現狀圖示：左側為復合圖示：左側為復合圓柱形圓柱形大規模大規模mimomimo系統，裝有系統，裝有128128根天線，根天線， 這個陣列有這個陣列有1616組對偶極化的天線組成組對偶極化的天線組成, ,天線陣列的陣元間隔天線陣列的陣元間隔為為/2/2，天線陣列高約，天線陣列高約2828. .3 c

4、m3 cm, ,直徑約直徑約294cm294cm右側是由右側是由128128根天線組成的根天線組成的直線形直線形天線陣列天線陣列蘭德大學（蘭德大學（lund universitylund university）制作的大規模天線系統）制作的大規模天線系統Massive Mimo研究現狀研究現狀接受端：四個單天線用接受端：四個單天線用戶戶發送端：采用發送端：采用MRTMRT發送方發送方式的兩種天線陣列的式的兩種天線陣列的下下行合速率對比。行合速率對比。圖示：圖示：下行合速率與基站天線數目下行合速率與基站天線數目Massive Mimo 原理介紹原理介紹（上行鏈路）（上行鏈路）系統模型系統模型 基站

5、由基站由M M根天線構成，接受來自根天線構成，接受來自K K個單天線用戶的數個單天線用戶的數據，基站接受到的信號為：據，基站接受到的信號為：nGxyup其中：其中：Mmhgkmkmk,.,2 , 1, mkmkgG快衰落系數快衰落系數幾何衰落以及幾何衰落以及陰影衰落系數陰影衰落系數（1 1）Massive Mimo 原理介紹原理介紹（上行鏈路）（上行鏈路）系統模型系統模型Mmhgkmkmk,.,2 , 1, 在多個相關時隙內與在多個相關時隙內與m m無關，并且是無關，并且是先驗先驗的。因為的。因為用戶和基站的距離遠遠大于基站天線之間的距離，用戶和基站的距離遠遠大于基站天線之間的距離，的數值隨著

6、時間變化很的數值隨著時間變化很緩慢緩慢。所以有：。所以有：kk2/1HDG 帶入（帶入（1 1）式：）式：nxHDy2/1up由于由于D D與與m m無關，矩陣無關，矩陣D D是一個是一個對角陣對角陣， ,mkmkDk2100000Massive Mimo 原理介紹原理介紹（上行鏈路）（上行鏈路）系統模型系統模型k良好傳播：良好傳播： 假設快衰落系數也就是假設快衰落系數也就是 H H 中的元素中的元素 是是獨立分布獨立分布的，的，0 0均值，單位方差均值，單位方差則：則：KMMMHH,2/12/1DDHHDGGnasnandnsaHpsaH, 01,1.2.qppp 證明：證明： 因為因為22221.1,.qipiTnTnqpqqandpp且其中：qpMassive Mimo 原理介紹原理介紹（上行鏈路）（上行鏈路）系統模型系統模型良好信道狀態信息（良好信道狀態信息（perfect CSIperfect CSI）下的上行速率）下的上行速率通過線性檢測，使用通過線性檢測，使用迫零迫零的接受方式，最終