频率选择性信道的下行MU-MIMO预编码优化方法研究

第五代移动通信网络(5G)通过采用大规模天线和大带宽频谱,大幅提升了空口传输速率。然而这也导致5G的空口面对的是一个具有严重频率选择性的信道,而现有的下行预编码算法并未针对这一特点作充分优化。特别是对于下行多用户-多输入多输出(Multi-User Multi-Input Multi-Output,MU-MIMO)传输模式,其性能依赖于准确的用户间干扰抑制,因此频率选择性造成的频谱效率损失尤为严重。本文提出一种频率选择性对偶优化预编码(Frequency Selectivity Dual Optimization Precoding, FSDOP)算法,将下行MU均方误差(Mean Square Error, MSE)最小化问题转化为对偶的上行优化问题进行迭代求解。链路级仿真结果表明,在典型的蜂窝系统多径信道模型下,该算法相对当前最常用的迫零预编码有非常显著的增益(在足够的迭代次数下吞吐量增益可达60%),对于5G空口性能提升具有重要的理论与应用价值。