【摘 要】
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多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术是第五代新空口（5-Generation New Radio,5G NR）系统中的关键技术。通信服务质量的主要影响因素是多径衰落,而MIMO技术能够利用多径衰落来增加系统容量,并且MIMO技术则能够在不增大发射功率基础上,大幅度提升系统容量,因此成为现代移动通信系统的核心技术之一。本文首先基于5G NR协议搭
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多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）技术是第五代新空口（5-Generation New Radio,5G NR）系统中的关键技术。通信服务质量的主要影响因素是多径衰落,而MIMO技术能够利用多径衰落来增加系统容量,并且MIMO技术则能够在不增大发射功率基础上,大幅度提升系统容量,因此成为现代移动通信系统的核心技术之一。本文首先基于5G NR协议搭建了物理层数据传输链路,实现了单用户和多用户系统的数据传输功能,并基于此平台进行了MIMO关键技术的研究和仿真验证。其次,本论文在上述平台上完善了自适应调制编码（Adaptive Modulation Coding,AMC）模块。该模块主要针对秩指示（Rank Indicates,RI）、预编码矩阵指示（Precoding Matrix Indicates,PMI）、信道质量信息（Channel Quality Information,CQI）三种反馈信令,在基站端采取相应的自适应调制编码策略,本文联合三种反馈信令分析研究了传统的算法,包括最大化容量基准算法和最大化最小奇异值基准算法,以有效提升系统容量。随后,本论文针对5G NR系统终端的信号检测模块进行了深入研究。首先对传统的检测算法进行了研究,包括迫零算法（Zero Forcing,ZF）、最大似然算法（Maximum likehood Detection,MLD）、基于QR分解和M算法的最大似然算法（QR-M Maximum likehood Detection,QRM-MLD）算法。着眼于增强终端信号的检测能力,本论文提出了基于星座点预排序和动态树搜索QRM-MLD改进算法,通过复杂度分析得到,在保证系统吞吐量的前提下,改进算法降低了传统QRMMLD算法的计算复杂度。最后,本论文重点研究了多用户系统中的多用户干扰（Multiple User Interference,MUI）抑制技术。对相关预编码技术、功率分配技术和用户调度技术进行了深入研究。在基于对传统的预编码技术如:ZF预编码的研究基础上,提出了基于部分信道信息破零（Partial Zero Forcing,PZF）改进算法。该算法联合接收端检测,能利用部分信道信息有效消除多流干扰,并且能在大大降低传统ZF预编码复杂度基础上,达到与传统ZF相近的性能;甚至在某些特殊场景下性能优于传统ZF。此外,本文还研究了能有效提升系统容量的注水功率分配算法和最小误码率分配算法。最后,本文联合用户调度配对算法进一步提升整个多用户系统的容量。
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