大规模MIMO通信系统非平稳快变信道状态信息获取理论与方法研究

批准号:
61771214
项目类别:
面上项目
资助金额:
62.0 万元
负责人:
彭薇
依托单位:
学科分类:
F0103.通信理论与系统
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
陈达、倪纯兴、魏肖、刘佩、田苑、宋国超、张体操、栗敏、赵学辉
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中文摘要
信道状态信息的有效获取是实现大规模MIMO通信的前提。在实际环境中,大规模MIMO信道呈现时、空非平稳和快变特性,不符合传统的信道假设,从而导致现有的信道状态信息获取技术性能劣化。本项目拟提出非平稳快变条件下的信道状态信息获取理论与方法,具体包括:1.探索统计信道状态信息获取原理,提出基于隐马尔科夫模型的估计方法,实现存储和计算能力约束下的最优估计;2.探索瞬时信道状态信息获取原理,提出基于动态因子分析和最优遗忘因子的估计方法,实现复杂度低、鲁棒性高的信道估计与追踪;3.在瞬时信道状态信息获取基础上提出信道预测方法,优化导频和发射序列,实现能谱高效的联合信道预测与数据检测;4.揭示信道状态信息获取中的误差传递与累积误差对系统性能的作用机理,分析制约系统极限性能的关键因素。通过此研究,本项目拟突破现有信道状态信息获取技术受限于实际大规模MIMO信道的非平稳快变特性而难以应用的瓶颈。
英文摘要
Accurate channel-state-information (CSI) acquisition is the premise for the realization of massive MIMO. As the number of antennas increases, massive MIMO channels become non-stationary in both time domain and spatial domain. In addition, the channel is fast-varying in ultra-high bands, which are expected to be widely adopted by 5G and future wireless communication systems. Since most of the existing methods for channel estimation are proposed under stationary and semi-static assumptions, the application of them in real massive MIMO systems becomes difficult. In this project, we focus on massive MIMO CSI acquisition methods in the non-stationary and fast-varying environment. Specifically, the following problems will be solved. 1. Based on hidden Markov modelling, the statistical CSI will be estimated. The optimal estimator will be obtained by solving the optimization problem under both storing and computing constrains. 2. Based on dynamic factor analyzing and optimal forgetting factor designing, robust and low-complexity instantaneous CSI acquisition with good tracking ability will be realized. 3. Based on the estimated CSI, a joint channel prediction and data detection will be proposed. By optimizing the pilot and transmitting sequence, the optimal spectrum-energy efficiency of the proposed scheme will be obtained. 4. Taking the error propagation into account, the cumulative channel estimation error and its effect on the performance of massive MIMO systems will be analyzed. The expected results of our project will provide solutions to the problems that cannot be solved by traditional methods and will facilitate the application of massive MIMO in future wireless communication systems.
本项目以大规模MIMO系统非平稳、快变信道为研究对象,研究信道状态信息获取的理论和方法。提出了适用于非平稳、快变环境的信道建模方法;提出了时间非平稳和空间非平稳条件下的统计信道状态估计方法;提出了快变条件下的符号级瞬时信道状态估计及预测方法,并分析了制约信道预测精度的条件。在信道状态信息获取的基础上,设计了基于信道特性的大规模多用户非正交接入框架,并在此框架下提出了频率/功率联合优化方法。.本项目所提出的信道状态信息获取方法打破了传统研究所采用的广义平稳、准静态假设,所获得的研究成果可以应用在5G以及未来通信系统中。另外,我们根据信道特性所提出的非正交接入方法,实现了频谱效率的大幅提升。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Distributed Precoding for BER Minimization With PAPR Constraint in Uplink Massive MIMO Systems
上行链路大规模 MIMO 系统中具有 PAPR 约束的 BER 最小化分布式预编码
DOI:10.1109/access.2017.2707396
发表时间:2018
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Peng Wei;Zheng Lu;Chen Da;Ni Chunxing;Jiang Tao
通讯作者:Jiang Tao
Hybrid Ambient Backscatter Communication Systems With Harvest-Then-Transmit Protocols
具有采集然后传输协议的混合环境反向散射通信系统
DOI:10.1109/access.2018.2864967
发表时间:2018
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Li Dong;Peng Wei;Liang Ying-Chang
通讯作者:Liang Ying-Chang
Capacity of Backscatter Communication Systems With Tag Selection
带标签选择的反向散射通信系统的容量
DOI:10.1109/tvt.2019.2936648
发表时间:2019-10-01
期刊:IEEE TRANSACTIONS ON VEHICULAR TECHNOLOGY
影响因子:6.8
作者:Li, Dong;Peng, Wei;Hu, Fengye
通讯作者:Hu, Fengye
Statistical CSI Acquisition in the Nonstationary Massive MIMO Environment
非平稳大规模 MIMO 环境中的统计 CSI 获取
DOI:10.1109/tvt.2018.2828866
发表时间:2018-08
期刊:IEEE Transactions on Vehicular Technology
影响因子:6.8
作者:Guoliang Wang;Wei Peng;Dong Li;Tao Jiang
通讯作者:Tao Jiang
Channel Prediction in Time-Varying Massive MIMO Environments
时变大规模 MIMO 环境中的信道预测
DOI:10.1109/access.2017.2766091
发表时间:2017
期刊:IEEE Access
影响因子:3.9
作者:Peng Wei;Zou Meng;Jiang Tao
通讯作者:Jiang Tao
Sub-6G频段无线信道参数获取与特征分析理论及方法研究
- 批准号:--
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:57万元
- 批准年份:2021
- 负责人:彭薇
- 依托单位:
大规模MIMO系统容量优化理论方法研究
- 批准号:61301129
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:28.0万元
- 批准年份:2013
- 负责人:彭薇
- 依托单位:
国内基金
海外基金
