张宇策，张 果，陈佳丽（.北京西伯尔联合网络信息技术有限公司，北京 099；.北京电信规划设计院有限公司，北京 00048）

1 概述

2010 年贝尔实验室的Thomas 首次提出了大规模天线阵列的观点：基站使用大规模天线阵列构成的通信系统理论上能够大幅度增加整个传输系统的容量，由此开创了对大规模MIMO 技术的研究［1］。2011 年Hoydis J 等人研究了Massive MIMO 系统中天线个数对系统性能的影响［2］。2013 年Rusek，Fredrik 等人对大规模阵列天线中互耦对信道容量的影响进行了研究，并提出了相应的发送和接收方案［3］。Larsson E G 从能效、频谱效率和可靠性等方面对Massive MIMO 系统进行了分析，并指出Massive MIMO 将是未来5G 发展中的关键技术［4］。Hoydis J 等人提出了随着发射端天线远大于基站服务的用户数，多个信道之间将会相互正交。在这种情况下无需增加蜂窝小区数量，终端也无需做出技术方面的改变，使用简单的线性预编码器就可以得到近似理想信道［5］。

适用于大规模阵列天线系统的波束赋形技术是学者们近年来研究的主要内容。由于采用大规模有源天线系统（AAS），单个天线阵列中的振子数将达到128 个以上，带来的天线互耦和用户间干扰（Multi-Us⁃er Interference，MUI）相较于传统的MIMO 系统将更加严重。预编码（Precoding）是MIMO 系统中波束赋形的一种实现方式，其通过改变数据流的权重来调整发射信号的相位与幅度，波束之间由于干涉效应中心处相长叠加，边缘处相消而抵消，使波束可以指向特定位置。目前基于硬件计算水平考虑，线性预编码将是长期使用的技术。目前主流的线性预编码技术有迫零（ZF）预编码［6］、考虑了一定噪声影响的最小均方误差（MMSE）预编码［7］和利用信道自由度的奇异值分解（SVD）预编码［8］。……