MBM系統(tǒng)性能分析與關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間：2020-12-31 07:03
Media-based modulation（MBM）是一項(xiàng)新穎的調(diào)制技術(shù),它通過(guò)改變放置在發(fā)送天線附近的射頻反射鏡的開關(guān)狀態(tài),從而改變信號(hào)從發(fā)射機(jī)到接收機(jī)之間經(jīng)歷的信道衰落,將信息映射到不同的信道衰落狀態(tài)上。相比于傳統(tǒng)的多天線技術(shù),它在頻譜效率,能量效率和硬件成本等方面具有可觀的潛在優(yōu)勢(shì)。最近,它在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的應(yīng)用和在物理層安全方面的應(yīng)用等受到了學(xué)術(shù)界的關(guān)注和研究。本學(xué)位論文對(duì)MBM系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,然后對(duì)一些MBM的關(guān)鍵技術(shù)展開了研究,主要由以下內(nèi)容構(gòu)成。首先,具體地介紹了 MBM系統(tǒng)的基本模型,詳細(xì)地描述了 MBM技術(shù)將信息調(diào)制在信道上的過(guò)程,并給出了接收機(jī)的最佳檢測(cè)方法。然后,推導(dǎo)了 MBM系統(tǒng)在不同信道模型（瑞利信道,萊斯信道,非相關(guān)信道和空間相關(guān)信道模型）中的最佳接收機(jī)的平均誤比特率的理論上界,平均系統(tǒng)互信息量以及其近似值。并且通過(guò)蒙特卡洛仿真進(jìn)一步對(duì)其性能進(jìn)行了研究,分析了其優(yōu)勢(shì)與缺陷。接著,對(duì)大規(guī)模MIMO-MBM系統(tǒng)中上行鏈路的多用戶信號(hào)檢測(cè)問(wèn)題進(jìn)行了研究。在少量用戶用MBM與裝備有大量天線的基站進(jìn)行通信的模型中,研究了現(xiàn)有的兩類低復(fù)雜度算法。一類是基于干...
【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１被射頻反射鏡環(huán)繞的發(fā)送天線的示意圖Ｗ??
率和互信息量進(jìn)行了分析。最后，通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。??２．１系統(tǒng)模型??ＭＢＭ系統(tǒng)基本模型如圖２－１所示。在發(fā)送端的單根發(fā)送天線的附近設(shè)置有可以改變??開／關(guān)狀態(tài)的射頻反射鏡。發(fā)送端根據(jù)傳送的信息，改變射頻反射鏡的狀態(tài)，從而信號(hào)在??到達(dá)接收端前會(huì)經(jīng)歷不同的信道衰落。接收端根據(jù)信道之間的差異來(lái)解調(diào)這部分信息。??射頡反射鏡?Ｙ??ｌｏｇ：（ＪＶ）比峙?ＱＡＭ?ＰＳＫ?Ｉ???＾?調(diào)制????接砍天線???．＼／？＋１叩：（岣比袴??圖２－１?ＩＶＩＢＩＶ１系統(tǒng)模型??２．１．１?ＭＢＭ調(diào)制器??假設(shè)發(fā)送機(jī)的附近射頻反射鏡的數(shù)量為ｉＷＲＦ，基帶調(diào)制是ｉＶ進(jìn)制的ＰＳＫ或者ＱＡＭ，??則系統(tǒng)的頻譜效率為??？／?＝?Ｍｒｆ?＋?ｌｏｇ２?（Ｎ）?ｂｐｃｕ．?（２－１）??在采用ＭＢＭ進(jìn)行傳輸時(shí)，＿ＵＲＦ比特用來(lái)控制Ｊｌ／ＲＦ射頻反射鏡的狀態(tài)。Ｍ?＝?２Ａ？個(gè)??射頻反射鏡不同狀態(tài)組合，對(duì)應(yīng)了?Ｍ個(gè)不同的信道｛ｈ（ｌ），丨ｉ（２），?？？？，�。。ň农枺�。ｌｏｇ“Ａ〇比??特通過(guò)傳統(tǒng)的ＰＳＫ調(diào)制或ＱＰＳＫ調(diào)制傳輸。發(fā)送符號(hào)可以表示為一個(gè)．ｌ／ｘ?１的向ｆ??ｘ＝?〇?〇?ｓ?０?，?（２－２）??９??
ＳＮＲ?（ｄＢ）??圖２－２瑞利衰落信道模型下系統(tǒng)ＢＥＲ性能曲線（況＝４）??在圖２－２中，給出了接收天線數(shù)量為４時(shí)，瑞利衰落信道模型下系統(tǒng)的誤比特率性能曲??線。將仿真值與理論上界值進(jìn)行對(duì)比，可以看到在高信噪比時(shí)，這個(gè)上界是緊的。同時(shí)，也??在圖中給出了傳統(tǒng)ＱＡＭ系統(tǒng)的誤比特率性能曲線�？梢钥吹�，在數(shù)據(jù)速率高時(shí)，ＭＢＭ系??統(tǒng)性能明顯優(yōu)于ＱＡＭ系統(tǒng)。具體地，在數(shù)據(jù)速率為８ｂｐｃｕ時(shí)，比較ＭＢＭ系統(tǒng)和ＱＡＭ系??統(tǒng)在誤比特率達(dá)到１（Ｔ３所需要的信噪比，后者要比前者高了?１０ｄＢ以上。足以可見，ＭＢＭ??技術(shù)的優(yōu)越性。??在圖２－３中，給出了接收天線數(shù)量為４時(shí)，萊斯衰落信道模型下系統(tǒng)的誤比特率性能曲??線。同樣地，理論上界值在高信噪比時(shí)與仿真值十分接近。與圖２－２中瑞利衰落信道模型相??比，可以看到在萊斯衰落信道模型下，ＭＢＭ系統(tǒng)性能有明顯的下降，而傳統(tǒng)ＱＡＭ系統(tǒng)的??性能則有所提升。這是因?yàn)?
本文編號(hào)：2949188
【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】：78 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１被射頻反射鏡環(huán)繞的發(fā)送天線的示意圖Ｗ??
率和互信息量進(jìn)行了分析。最后，通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論分析的正確性。??２．１系統(tǒng)模型??ＭＢＭ系統(tǒng)基本模型如圖２－１所示。在發(fā)送端的單根發(fā)送天線的附近設(shè)置有可以改變??開／關(guān)狀態(tài)的射頻反射鏡。發(fā)送端根據(jù)傳送的信息，改變射頻反射鏡的狀態(tài)，從而信號(hào)在??到達(dá)接收端前會(huì)經(jīng)歷不同的信道衰落。接收端根據(jù)信道之間的差異來(lái)解調(diào)這部分信息。??射頡反射鏡?Ｙ??ｌｏｇ：（ＪＶ）比峙?ＱＡＭ?ＰＳＫ?Ｉ???＾?調(diào)制????接砍天線???．＼／？＋１叩：（岣比袴??圖２－１?ＩＶＩＢＩＶ１系統(tǒng)模型??２．１．１?ＭＢＭ調(diào)制器??假設(shè)發(fā)送機(jī)的附近射頻反射鏡的數(shù)量為ｉＷＲＦ，基帶調(diào)制是ｉＶ進(jìn)制的ＰＳＫ或者ＱＡＭ，??則系統(tǒng)的頻譜效率為??？／?＝?Ｍｒｆ?＋?ｌｏｇ２?（Ｎ）?ｂｐｃｕ．?（２－１）??在采用ＭＢＭ進(jìn)行傳輸時(shí)，＿ＵＲＦ比特用來(lái)控制Ｊｌ／ＲＦ射頻反射鏡的狀態(tài)。Ｍ?＝?２Ａ？個(gè)??射頻反射鏡不同狀態(tài)組合，對(duì)應(yīng)了?Ｍ個(gè)不同的信道｛ｈ（ｌ），丨ｉ（２），?？？？，�。。ň农枺�。ｌｏｇ“Ａ〇比??特通過(guò)傳統(tǒng)的ＰＳＫ調(diào)制或ＱＰＳＫ調(diào)制傳輸。發(fā)送符號(hào)可以表示為一個(gè)．ｌ／ｘ?１的向ｆ??ｘ＝?〇?〇?ｓ?０?，?（２－２）??９??
ＳＮＲ?（ｄＢ）??圖２－２瑞利衰落信道模型下系統(tǒng)ＢＥＲ性能曲線（況＝４）??在圖２－２中，給出了接收天線數(shù)量為４時(shí)，瑞利衰落信道模型下系統(tǒng)的誤比特率性能曲??線。將仿真值與理論上界值進(jìn)行對(duì)比，可以看到在高信噪比時(shí)，這個(gè)上界是緊的。同時(shí)，也??在圖中給出了傳統(tǒng)ＱＡＭ系統(tǒng)的誤比特率性能曲線�？梢钥吹�，在數(shù)據(jù)速率高時(shí)，ＭＢＭ系??統(tǒng)性能明顯優(yōu)于ＱＡＭ系統(tǒng)。具體地，在數(shù)據(jù)速率為８ｂｐｃｕ時(shí)，比較ＭＢＭ系統(tǒng)和ＱＡＭ系??統(tǒng)在誤比特率達(dá)到１（Ｔ３所需要的信噪比，后者要比前者高了?１０ｄＢ以上。足以可見，ＭＢＭ??技術(shù)的優(yōu)越性。??在圖２－３中，給出了接收天線數(shù)量為４時(shí)，萊斯衰落信道模型下系統(tǒng)的誤比特率性能曲??線。同樣地，理論上界值在高信噪比時(shí)與仿真值十分接近。與圖２－２中瑞利衰落信道模型相??比，可以看到在萊斯衰落信道模型下，ＭＢＭ系統(tǒng)性能有明顯的下降，而傳統(tǒng)ＱＡＭ系統(tǒng)的??性能則有所提升。這是因?yàn)?
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