文献综述
随着海洋旅游、近海水产养殖和海洋矿物勘探等海洋产业的快速发展，参与海洋活动的人们对移动多媒体服务、视频监控等的需求不断增长。而海域宽带无线通信对于未来支持国家海事活动的发展以及建立完善国家海洋通信系统将起到至关重要的作用。由于海上目标覆盖范围极广，海域无线场景从整体上看用户分布较为稀疏；由于客船与货船都是按照一定的航线和时间表来航行，也不排除某些局部方向上用户较为密集，并呈现出独特的分布形式如簇状分布或线状分布，基于此，为了提高波束成形效率，应结合用户实际分布的位置信息，灵活地运用波束选择与用户调度技术解决角度域用户间干扰问题。
本课题的现状及发展趋势：
由于MIMO能提高系统可靠性，提高信道容量，仅使用较低的频谱资源却能获得很高的通信质量，得到了广泛的应用。经过长期的进化演变，MIMO从最初的单输入单输出系统，发展到多输入单输出，多输入多输出，最后发展到多小区大规模多输入多输出系统。
T.L.Marzetta于2010年提出一种MIMO新的发展方向即大规模MIMO。不同于传统的MIMO技术，大规模MIMO不再局限于2D MIMO的只在一个平面上做信号覆盖，而是在水平与垂直两个方向上同时划分，充分利用了空间尺寸，能够提高自由度，如此仅仅利用简单的信号处理便可以大大降低用户间干扰，增加频谱效率。目前移动通信蓬勃发展，在4G网络已经相对成熟的情况下，开始向着5G发展。历史证明MIMO可以成功运用到第三代与第四代移动通信，相应地大规模MIMO也将成为第五代移动通信中的关键技术。
大规模MIMO的发展并不顺利。T.L.Marzetta首次提出大规模多输入多输出，指出在时分双工大规模MIMO系统中，基站可以利用信道互易性，由上行信道的导频信息来得出其反向下行链路的信道状态信息。如此仅需要通过简单的预处理便可使用户间干扰降低，获得较好的性能。另外，影响大规模MIMO性能的重要问题即导频污染的处理问题。
针对此MIMO发展中的必然要解决的问题，国内外学者进行了广泛的讨论。其中Jubin Jos指出在一定假设条件成立的情况下，可以通过一种预编码方案来降低导频污染。另外Ralf Muller等人也从预编码、盲检测等方面提出了减小或消除导频污染的方案来降低导频污染。另外Ralf Muller等人也从预编码、盲检测等方面提出了减小或消除导频污染的方案。
以上都是针对时分双工大规模MIMO系统做出的研究讨论，随着频分双工系统在国际通信系统中得到推广应用，将大规模MIMO技术应用到频分双工系统中很有必要。，T.L.Marzetta指出，限制大规模MIMO在频分双工系统中的应用的主要原因是由于其严格限制天线的数量需要正比于大规模MIMO所需导频序列数目。Giuseppe Caire提出了一种联合空分复用方案(Joint Spatial Division and Multiplexing ,JSDM)，可以有效地解决FDD系统中导频污染的问题。一种波束划分多址传输方案，其通过不同的波束同时为多个用户提供服务。对于多用户多输入多输出系统，通过选择非重叠波束内的用户，可以将多用户多输入多输出系统信道等价地分解为多个但用户多输入多输出信道，该方案大大降低了信道估计开销，同时降低了处理复杂度。
大规模MIMO在随着时代的进步不断地发展，但同时也不断地衍生出新的问题亟待解决。而不同于陆地移动通信的飞速发展，由于海域用户数量稀少，其研究比较于陆地蜂窝网络还要显得相对滞后，大规模MIMO在海域的应用问题的研究也显得更有实际意义。
课题要求及研究内容
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