无小区大规模MIMO系统作为网络MIMO一种新的实现形式,自首次提出就受到了广泛关注。该系统中,一广阔区域内均匀分布的接入点通过回程网络与CPU相连,同时为所有用户提供服务。相较于传统的蜂窝网络,无小区大规模MIMO系统中接入点与用户之间距离更近,并且继承了大规模MIMO系统中的信道硬化现象,因此具有很强的宏分集和多用户干扰抑制能力。此外无小区大规模MIMO系统通过功率控制技术以及用户分配方案,使其表现出了极佳的能量效率和频谱效率。无小区大规模MIMO系统中接入点对部署场地大小的要求较低,因此相较于集中式大规模MIMO系统,部署成本较低。与此同时,无小区大规模MIMO分布式的系统结构,需消耗大量的回程网络资源用于接入点与CPU之间的数据传输,而有限的回程网络资源会限制系统性能的进一步提升。本文将以用户为中心的协同处理方式引入无小区大规模MIMO系统中,大幅减少了信息传输对回程网络资源的需求。此外,无小区大规模MIMO系统中接入点的实际覆盖范围不足以同时为所有用户提供良好的服务质量,因此以用户为中心的无小区大规模MIMO系统具有很高的研究价值。无小区大规模MIMO系统需根据估计信道进行相应的预编码以及信号预处理操作,因此对信道估计质量有很高的要求。S-LMMSE信道估计法需进行矩阵的逆运算,计算的复杂度随天线数的增加而急剧上升。因此本文研究了应用于多天线系统中的EW-LMMSE以及LS信道估计法,其中EW-LMMSE利用空间相关矩阵主对角线上的元素进行信道估计,而LS信道估计法不需要进行矩阵求逆运算,解决了用户高速移动时使用部分统计数据进行信道估计可能造成的较大误差。大尺度衰落系数解码大多应用于蜂窝网络系统,该算法需计算大量的统计数据来实现用户可达速率的最大化。而传统的集中式解码可在接入点本地进行,虽使计算量大幅降低,但系统性能表现较差。因此本文提出基于大尺度衰落系数的集中式解码方式,仿真结果显示该解码方式较传统的集中式解码有效提高了系统的用户可达速率。本文提出以用户为中心的无小区大规模MIMO系统在CPU中进行信号预处理,降低上行链路传输过程消耗回程网络资源的同时,提高了用户可达速率。此外在该系统中基于有限信道估计决定MMSE预处理组合向量需计算的信道估计统计数据相较于无小区大规模MIMO系统也会大幅减少,因此为了提高系统性能,本文提出在该系统中使用MMSE进行信号预处理。本文还基于以用户为中心的无小区大规模MIMO系统中的用户选择方案对不同的功率控制技术展开研究。最大-最小功率控制法在无小区大规模MIMO系统中得到了广泛的关注和研究,本文将该功率控制技术应用于此系统中,使以用户为中心的无小区大规模MIMO系统中所有用户均获得同样好的服务质量,不受用户所处传输环境的影响。目前以用户为中心的无小区大规模MIMO系统常通过信道的一些统计数据来进行用户分配。然而最理想的用户分配方案是实现用户频谱效率的最大化,这一目标可通过最大化SINR的一些近似形式来实现。因此本文提出用户根据接入点发送信号的能量来选择为其提供服务的接入点,仿真结果显示该用户分配方案使得系统性能得到进一步的提高。由于该算法在用户端选择服务接入点,无需进行接入点的重分配,因此优化了算法。