戴谭明, 吴君钦

(江西理工大学信息工程学院, 赣州 341000)

近年来,大规模多输入多输出(multiple input multiple output,MIMO)技术[1]受到了学术界和工业界的广泛关注。在大规模MIMO系统中,基站配置了数目庞大的天线,可达几十根甚至几百根[2-5],被认为是第五代移动通信中的关键技术之一[6-8]。因大规模MIMO技术充分利用空间资源,能在相同的时频资源上为成为通信领域的研究热点。

在大规模天线实际应用场景中,大量线性阵列天线部署在有限空间基站中难度极大,因此,为了便于在实际可操作环境中部署大规模天线阵列,全维多输入多输出(full dimension multiple input multiple output, FD-MIMO)技术被提了出来。在FD-MIMO系统中,为了充分利用空间自由度以及有效地部署大量天线并发挥其优势,天线结构往往以二维或者三维阵列去部署,即水平方向和垂直方向均排列天线。在FD-MIMO下行系统中,信道状态信息(channel state information,CSI)的获取是十分重要的环节。在时分双工(time division duplexing,TDD)模式中,上下行链路在相同频率信道下的不同时刻进行区分,具有互易性[9],因此基站能够利用上行CSI来估计出下行CSI[10]。而在频分双工(frequency division duplexing,FDD)模式当中,上下行链路通过不同频率加以区别,因此信道互易性不复存在,此时下行链路CSI的获取需要通过基站发送训练序列给用户,经用户估计后,再将CSI反馈给基站。基于FDD模式下的FD-MIMO有限反馈系统预编码设计。

在有限反馈预编码方面,文献[11]提出了基于DFT的双码本设计方案,该方案在二维信道中具有良好性能。文献[12]提出了Kronecker积码本,在FD-MIMO系统中,使用格拉斯曼(Grassmanian)码本分别量化水平和垂直方向上的信道信息,再通过Kronecker积运算获得预编码码字。……