1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1 研究目的及意义

随着信息时代的到来，移动通信正在深刻地改变着我们的生活，它不仅成为成为科技革命和产业变革的重要驱动力，更是国家经济增长的新引擎。在过去的20年中，移动通信技术不断进步，技术标准不断演进。目前第四代移动通信技术（4g）已在各国推行发展，新一代移动通信系统（5g）正成为信息时代国内外研究的重点和热点。虽然目前业界尚未对5g形成统一、完整的认识，但关于5g标准的讨论热火朝天，吸引着全世界研究人员和工程师的注意力^[1]。消费者、企业和开发者对于第五代（5g）无线技术寄予厚望。一个频频用到的词就是“大规模”，具体而言就是对移动数据的需求大规模增长，互联设备的数量大规模增长，各类移动应用也大规模爆炸式增长。而多输入多输出（multiple input multiple output，mimo）技术作为4g通信的关键核心技术之一，在过去几年里一直被广泛研究。该技术可以在不增加额外的带宽和功率消耗的前提下，同时显著地提高无线通信系统的频谱利用率。

然而，传统的点对点mimo技术越来越无法满足未来移动通信系统对高传输速率和低功率消耗的应用需求。为了进一步提高mimo系统的性能，贝尔实验室的t.l.marzetta教授在2010年底发表了论文“noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas”,并在论文中提出了大规模mimo的构想^[2]。大规模mimo技术是指通过在基站端部署大量的额外的天线从而获得更高的空间自由度，采用时分双工技术的通信模式，在同一时频资源上服务多个用户。系统使用的天线数目越多，意味着发送的数据流越独立，服务的终端也越多，因此显著提高了通信系统的数据传输速率^[3]；同时大规模mimo技术能挖掘出更多维度资源，从而大大提高系统的频谱效率；另外该技术还在射频前端采用低线性复杂度、低成本、低功耗的硬件设备，从而大幅降低系统部署成本^[4]。总之，大规模mimo技术作为5g系统的关键核心技术之一，具有很大的优势，值得我们去深入研究。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 设计内容

大规模多输入多输出(multiple input multiple output, mimo)技术，作为第五代移动通信系统最有潜力的无线传输技术之一，引起了国内外学术界和工业界的极大关注。大规模mimo 技术，是指在同一时频资源条件下基站端配置的天线数远远多于小区内用户数的技术。理论研究表明，大规模mimo 技术在提高系统的数据传输效率、频谱效率、能量效率方面有着巨大优势，势必会在下一代移动通信系统中发挥着巨大作用。信道估计是大规模mimo系统的关键技术之一，本设计研究大规模mimo信道估计算法,并通过仿真验证链路信道估计的性能。

2.2 设计目标

3. 研究计划与安排

（1）第1－3周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需理论基础。确定方案，完成开题报告。

（2）第4－5周：学习一门仿真语言（如matlab，python等）相关知识。

（3）第6－8周：构建相应的系统场景，设计优化问题。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] andrews j g, buzzi s, choi w, et al. what will 5g be? [j]. selected areas in communications, ieee journal on, 2014, 32(6): 1065-1082

[2] rappaport t s, gutierrez f, ben-dor e, et al. broadband millimeter-wave propagation measure-ments and models using adaptive-beam antennas for outdoor urban cellular communications[j].ieee transactions on antennas and propagation, 2013, 61(4): 1850-1859.

[3] larsson, e.g., edfors, o., tufvesson, f., et al. massive mimo for next generation wireless systems [j]. ieee communications magazine, 2014, 52, 186-195.