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3.1引言 8
3.2 近似消息传递算法 8
3.3仿真结果与分析 12
3.4本章小结 16
4 低精度量化多用户检测算法 17
4.1引言 17
4.2系统模型 17
4.3 1-bit量化系统模型 18
4.4 1-bit量化多用户检测算法 22
4.5 n-bit量化多用户检测算法 29
4.6本章小结 32
结 论 33
致 谢 34
参考文献35
附录A 37
1 引言
1.1 研究背景与意义
随着现代信息社会的高速发展，全球范围内无线通信的数据量增长迅速，无线接入作为用户体验宽带信息服务的方式成为必然趋势，而传统的以提供话音业务为主的移动通信系统逐渐演变成移动互联网和多媒体业务通信系统。2012年，3GPP通过的的LTE-A标准能够提供的下行峰值速率达1Gbps，可以满足未来一段时间内的容量和速率要求。然而，随着移动互联网的迅速发展以及移动终端的大规模普及，无线传输速率和容量需求呈指数增长。据相关调查预测，到2020年无线通信系统传输速率需求将会是目前4G通信系统的1000倍，然而能够支撑每秒高达千兆比特速率的 系统将无法满足十年后的需求。同时，移动通信迅速发展带来的能耗问题也引起越来越多的重视，降低无线通信网络中的的能源消耗已成为移动通信发展的重要问题之一，以支撑高速率传输为目标的 技术将无法满足对能耗的要求。在频谱资源日趋紧缺的情况下， 之后移动通信需要进行新的变革，以实现更高频谱效率和绿色无线通信的双重目标。
当 网络正在大规模的部署时，世界各国已经开始着眼于新一代移动通信技术( )的开发。2014年，由三星公司开发的移动通信试验系统传输速率达7.5Gbps，接着2015年，英国萨里大学宣称开发出的5G网络每秒传输速率达到惊人的125GB/s。虽然，5G还没有形成统一的标准，但按照目前估计，包括5G 在内的未来无线通信网络容量将在3 个文度上将现有的4G通信系统容量提高1000倍以上。分别是10倍是来自于物理层传输，25倍来自于网络架构的研究，4倍来自于频谱资源的扩展。
为了提高系统容量和速率，5G将在无线传输技术、网络架构以及频谱资源扩展三个方面发生显著变化。在无线传输技术方面，将会发展更新的多天线技术来提高频谱效率；而在网络架构方面则采用超密集无线网络来提升网络容量，并显著改善移动互联网用户的体验；频谱资源的扩展则来自于更高频段的研究和应用。本文主要研究无线传输技术中的大规模 技术。
1.2 大规模MIMO技术简介
多输入多输出(MIMO)技术早在马可尼时代就已经提出来抵抗衰落，由于MIMO技术通过增加收发两端天线数量来提高空间分集和复用增益，因此成为关注热点，已经应用在 通信系统中。但是受限于天线相关性和硬件处理技术的限制，现有的通信系统中收发两端使用天线的数量并不多，比如在现有的LTE系统中只采用4根天线。由于使用数量很多的天线能够大规模提高系统容量，越来越多的学者开始研究当天线数量很多时的系统模型和特性。
2010年，贝尔实验室科学家Marzetta在IEEE核心期刊TWCOM发表了关于大规模MIMO技术的一篇文章，提出了大规模MIMO (Massive MIMO)的思想[1][2]。他考虑多小区，时分双工的条件下，基站配置有大量天线时的多用户 技术。他得出了很多与单小区、基站配置有限天线数量时的不同结论。如当基站天线数量趋向于无穷时，不相关的噪声和快衰落消失了，最简单的预编码和线性检测器将会接近最优，影响系统容量的主要因素为导频污染。
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