【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的不斷發(fā)展,無線終端呈指數(shù)增長,預(yù)計(jì)到2025年,全球第五代移動(dòng)通信(5-Generation wireless telephone technology,5G)網(wǎng)路連接數(shù)將達(dá)到1000億。同時(shí),各種新型無線業(yè)務(wù)不斷涌現(xiàn),如移動(dòng)高清視頻,虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality,VR)/增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality,AR),在線游戲和車聯(lián)網(wǎng)等,由此催生了對于大容量高速率無線通信的持續(xù)需求。在現(xiàn)有頻譜資源極度稀缺的背景下,提升頻譜效率已成為解決上述挑戰(zhàn)的關(guān)鍵手段。大規(guī)模天多輸入多輸出(Massive Multiple Input Multiple Output,massive MIMO)技術(shù),通過在基站側(cè)配置大維度天線陣列,有望大幅度提升系統(tǒng)頻譜效率。正成為當(dāng)前5G標(biāo)準(zhǔn)的物理層核心使能技術(shù)。然而,大量天線和射頻單元給實(shí)際部署帶來了重要挑戰(zhàn),如何降低系統(tǒng)的功耗和成本成為制約大規(guī)模天線技術(shù)應(yīng)用的瓶頸。近年來,學(xué)術(shù)界提出了采用低精度的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(Analog-to-Digital Converter,ADC)來降低大規(guī)模天線系統(tǒng)功耗和成本的新思路。研究低精度ADC對大規(guī)模天線系統(tǒng)性能的影響正成為當(dāng)前研究熱點(diǎn)。鑒于此,本論文針對典型的大規(guī)模天線系統(tǒng),深入分析了量化精度對于大規(guī)模天線系統(tǒng)容量和功率尺度率的影響。首先,針對采用低精度ADC的多小區(qū)大規(guī)模天線系統(tǒng)上行鏈路,研究了非理想信道狀態(tài)信息條件下系統(tǒng)的可達(dá)速率�？紤]導(dǎo)頻污染的影響,首先推導(dǎo)獲得了最小均方誤差準(zhǔn)則下的信道狀態(tài)信息估計(jì)結(jié)果,進(jìn)而推導(dǎo)獲得了用戶上行可達(dá)速率的閉式表達(dá)。在此基礎(chǔ)上,分析了系統(tǒng)的功率縮放尺度率。研究結(jié)果表明,使用低精度ADC會(huì)降低系統(tǒng)的可達(dá)速率性能,但是可以通過增加天線數(shù)目來有效的彌補(bǔ)低精度ADC引入的性能損失。相比而言,導(dǎo)頻污染是限制多小區(qū)大規(guī)模天線系統(tǒng)性能的核心因數(shù)。其次,針對采用低精度ADC的大規(guī)模天線多播系統(tǒng),利用用戶信道漸進(jìn)正交的特性,基于小均方誤差準(zhǔn)則,設(shè)計(jì)了兩種不同的導(dǎo)頻分配方案:1)組內(nèi)用戶導(dǎo)頻相互正交,小區(qū)間共享同一套導(dǎo)頻序列;2)組內(nèi)用戶使用相同導(dǎo)頻序列,小區(qū)間導(dǎo)頻相互正交。針對兩種方案,分別推導(dǎo)獲得了系統(tǒng)可達(dá)速率的閉式表達(dá)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)一步設(shè)計(jì)了最佳的波束方向。理論結(jié)果表明,低精度ADC對系統(tǒng)性能的影響可以通過增加天線數(shù)目來彌補(bǔ)。同時(shí),采用小區(qū)間正交導(dǎo)頻的方案能夠獲得更好的可達(dá)速率性能。
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在過去的幾十年里，，從最開始只能打電話的純通話網(wǎng)絡(luò)到如今的智能通信系統(tǒng)，移動(dòng)逡逑通信已經(jīng)發(fā)生翻天覆地的變化。經(jīng)過一代又一代的發(fā)展，移動(dòng)通信系統(tǒng)變得越來越成逡逑熟。如圖１．１所示，每一代都為我們提供更多的服務(wù)，更好的使用體驗(yàn)。第一代移動(dòng)通信逡逑？邐？邋２０２０ｓ逡逑５Ｇ逡逑，ｕｓ邐？邋Ｍａｓｓｉｖｅ邋ｂｒｏａｄｂａｎｄ逡逑４Ｇ邐？邋Ｕｌｔｒａ邋ＨＡ逡逑？邋２０００ｓ邐．邐ＬＴＥ邐？邋Ｕｌｔｒａ邋ｌｏｗ邋ｌａｔｅｎｃｙ逡逑？丨Ｐ邋ｃｏｒｅ邐？邐ｓｈｃｍｇ逡逑為邐？邋Ｖｉｄｅｏ邋ａｎｄ逡逑．ＭｏｂＨｅ邋Ｉｎｔｅｒｎｅｔ邋ｂｒｏａｄｂａｎｄ邋ｄａｔａ逡逑？

本文編號：2693292