Massive MIMO is considered as the core technology of 5G for its better facilitation on space domain and higher spectrum efficiency. But the existing MIMO technology is based on low-dimensional classical statistical signal processing techniques under the assumption of a Gaussian channel, which is difficult to apply to high-dimensional, large-scale structural MIMO system; and the modem of existing MIMO systems is resource-intensive and with high computational complexity, which is difficult to implemented in large-scale high-dimensional MIMO systems. finally, the existing technology is based on a framework which processes large-scale data in one central processor, which is difficult to break the transmission and storage bottlenecks in massive MIMO. This application is intended to use high-dimensional random matrix theory as the theoretical basis, and solve above problem by 3 parts of research: Study the mathematical model of random matrices to model the channel with structural characteristics in real-world, and calculate its performance metrics; Build modulation and demodulation algorithms using modern signal processing methods which is based on high-dimensional statistical theory, and the object is less resource-intensive and real-time processing; Research the distributed system architecture to compatible with data compression and data scketching, which is developed for real-time signal processing. The project is committed to building a system to model the actual channel environment and meet the real-time and efficiency requirements in massive MIMO system.
Massive MIMO能更好利用空域资源,增加系统频谱效率,因此成为5G的核心技术。但现有MIMO技术的理论基础是高斯信道假设下的经典统计和低维信号处理技术,难以应用于以高维、结构化为特征的大规模MIMO系统中;并且现有MIMO系统调制解调需要占用大量资源、计算复杂度高,难以适应大规模MIMO系统对高维数据高效、实时处理的需求;最后,现有MIMO技术基于大规模数据集中处理的技术框架,难以突破大规模MIMO带来的信号传输和存储的瓶颈。本申请拟以高维随机矩阵理论为理论基础,从以下三方面尝试解决问题: 发掘现实信道的结构化特性,研究基于随机矩阵的数学模型来进行信道建模,并计算其性能界;使用基于高维统计理论的现代信号处理方法,构造占用资源少、可实时处理的调制解调算法;使用分布式数据压缩的系统架构,保障信号实时处理。本项目致力于构建更贴近实际信道环境的、满足实时性和效率需求的大规模MIMO系统。
大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO) 是未来移动通信系统的.关键技术。它可以促进无线通信,智能电网和智能健康管理等领域的快速发展。具体而.言,MIMO 系统可以为上述领域提供更多更高维度的测量数据。海量高维的数据对于深.刻地理解,认识和分析这些领域地问题提供了新的机遇。本项目的研究,以高维数据建模和分析关键方法——随机矩阵理论为基础去.解决对应的问题。取得的具体工作和成果包括:..1)以随机矩阵理论为理论基础,分别提出了基于特征值推理的信道相关的未知参数.估计方法和基于旋转不变估计方法的信道重建方法。在上述方法的基础上进一步.提出了基于Bussgang 定理的线性量化预编码方案,解决了非理性信道条件下的.基于低比特数模转换器的大规模MIMO 系统的预编码问题。仿真数据验证了提.出方案的鲁棒性。..2)以非凸优化技术为基础提出了低计算复杂度的非线性预编码技术,证明了所提出.的算法在弱假设条件下具有收敛性,解决了经典的线性量化预编码方法.在中高信噪比条件下存在的性能饱和问题。通过仿真数据验证了所提出方法的计.算效率和可靠性。..3)以随机矩阵理论为理论依据,利用同步向量测量装置测量到的海量数据流,提出.了基于多个高维协方差矩阵检测的异常数据检测方法。通过主元计算和冗余计算.消除等技术进一步提升了所提出方法的计算效率。此外,通过仿真数据和实测数.据验证了上述方法的正确性。
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数据更新时间:2023-05-31
基于分形L系统的水稻根系建模方法研究
基于 Kronecker 压缩感知的宽带 MIMO 雷达高分辨三维成像
拥堵路网交通流均衡分配模型
自然灾难地居民风险知觉与旅游支持度的关系研究——以汶川大地震重灾区北川和都江堰为例
基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究
基于大维随机矩阵理论的MIMO雷达稳健目标检测与估计
基于随机矩阵理论的高维协方差矩阵的统计推断
基于相关矩阵的多用户MIMO系统调度算法研究
随机扰动理论和随机算法在大规模矩阵计算中的应用