毫米波作為5G網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)之一,能夠提供充足的頻譜資源來滿足日益增長的數(shù)據(jù)速率需求。然而,由于其頻率高,路徑損耗大,易被障礙物阻擋等特性,基站需部署大規(guī)模天線陣列并利用波束賦形技術(shù)來補償傳播損耗。這要求基站與接收端能夠快速精準地找到波束賦形的最優(yōu)波束對來進行數(shù)據(jù)傳輸。目前的波束訓(xùn)練協(xié)議,也就是分層波束訓(xùn)練,主要用于無線個域網(wǎng)和無線局域網(wǎng)中。盡管這種方法簡單易操作,但由于收發(fā)兩端要向所有方向發(fā)送訓(xùn)練序列來獲得最優(yōu)波束對,導(dǎo)致僅訓(xùn)練階段的時間開銷就非常大,無法滿足5G對低時延的要求。因此,本論文提出半離線分層搜索法,即通過前期信道測量、建模工作獲得部分信道數(shù)據(jù)存于數(shù)據(jù)庫,然后利用已知信道信息進行波束訓(xùn)練。論文主要工作包括:1.為了獲取信道數(shù)據(jù),學(xué)習(xí)研究Keysight信道測量系統(tǒng)和測量儀器的使用方法,并對室外毫米波信道測量進行規(guī)劃,構(gòu)建視距(Line-of-Sight,LOS)與非視距(Non-Line-of-Sight,NLOS)測量場景,確定外場測試的系統(tǒng)參數(shù)。2.根據(jù)前期制定的信道測量方案,在39 GHz頻段對室外住宅區(qū)進行測量。通過測量儀器獲取真實信道數(shù)據(jù)后,計算信道沖擊響應(yīng)并提取信道特征參數(shù),利用數(shù)據(jù)處理方法得到LOS場景下的功率時延角度分布和NLOS場景下的功率時延分布、功率角度分布和功率時延角度分布,并依據(jù)計算結(jié)果對路徑損耗、時延擴展和角度擴展進行建模。3.通過信道測量、建模得到部分信道數(shù)據(jù)后,將其作為先驗信息來優(yōu)化傳統(tǒng)分層搜索法。歸納窮搜法和傳統(tǒng)搜索法的優(yōu)缺點,并通過仿真驗證所提方案的優(yōu)勢。為了進一步闡述所提方法的可行性,論文引入軟件定義網(wǎng)絡(luò)與移動邊緣計算系統(tǒng),用泊松點過程對室外小區(qū)場景進行統(tǒng)計性分析。最終對系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的吞吐量進行仿真,證明半離線分層搜索法可以降低系統(tǒng)時延,提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量。
【學(xué)位單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

屯人學(xué)Ｔ．程碩．Ｌ學(xué)位論Ｘ?研究現(xiàn)狀??毫米波ＭＩＭＯ信道測量??道是基于幾何統(tǒng)計理論，根據(jù)時延、發(fā)射功率、多普勒頻移，發(fā)射到達角數(shù)的多徑作用生成。信道的每條徑包含很多子徑，如圖卜１所示。信道測究人員探索新頻譜的必備工作。由于要在高頻段進行寬帶信道測量，因統(tǒng)的各個部分都有嚴格的耍求，如采樣率、示波器的存儲和實時處理能力模轉(zhuǎn)換器、放大器和混頻器的線性性能等。測量項目通常只能測得對應(yīng)場

一，二。??目前，室內(nèi)室外的射線追蹤建模方法正逐漸引起學(xué)術(shù)界的興趣［９Ｈ１Ｑ］。文獻［１１］提??出使用掃描測量來量化射線追蹤器的精度，它可以用來產(chǎn)生信道預(yù)測值來縮小測量??樣本中的誤差。文獻中，作者使用射線追蹤法分析信道參數(shù)子集，然后用實測數(shù)據(jù)??進行完善。這種混合方法很好的平衡了復(fù)雜度和準確度。??１．２．３毫米波下的波束對齊??為了解決毫米波頻段下嚴重的功率損耗問題，毫米波系統(tǒng)在收發(fā)端布置大規(guī)模??天線陣列并運用波束賦形進行定向傳輸。但在定向傳輸過程中，由于較大的路徑損??耗和反射、折射損耗，如果收發(fā)端沒有進行波束對齊，則會很大程度上降低波束賦??形帶來的增益。因此如圖１－２所示，基站端和用戶設(shè)備端的收發(fā)波束必須能夠自適應(yīng)??的定向和對齊。論文［１２］、［１３］和［１４］在假設(shè)能夠獲得完美信道信息的前提下，提出??了一些優(yōu)化的混合模擬和數(shù)字ＢＳ／ＵＥ波束賦形方案，但受限于不同的硬件資源。其??次，考慮到布置的大規(guī)模天線陣列，毫米波通信中的信道估計難以實現(xiàn)且非常耗時。??因此需要更有效的波束對齊方法。??相移器ｎ

Ｅｄｇｅ?Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，?ＭＥＣ）和軟件定義網(wǎng)絡(luò)（Ｓｏｆｔｗａｒｅ?Ｄｅｆｉｎｅｄ?Ｎｅｔｗｏｒｋ，?ＳＤＮ）兩種技術(shù)??來管理處理后的實測數(shù)據(jù)，快速地響應(yīng)小區(qū)內(nèi)的切換任務(wù)，大幅度地降低系統(tǒng)時延。??本文設(shè)計的ＳＤＮ＆ＭＥＣ系統(tǒng)框架如圖１－３所示。??＾?４ＤＮ控賴一＾￣：」??，?Ｊ?＇?Ｏｐｅｎｆｌｏｗ?—＊＊＊－’??＾?＾??Ｈ?＾?４ｉ；??圖１－３?ＳＤＮ＆ＭＥＣ系統(tǒng)框架??（１）移動邊緣計算??在過去的幾年中，移動設(shè)備的普及和互聯(lián)網(wǎng)流量的指數(shù)增長不斷推動著無線通??信的更新?lián)Q代。特別是，在下一代通信系統(tǒng)中，微蜂窩網(wǎng)絡(luò)、多天線和毫米波通信??有望為用戶提供千兆無線接入服務(wù)。高速高可靠性的空中接口使得移動設(shè)備的計算??服務(wù)在遠端的ｚ？數(shù)據(jù)中心進行，從而形成了移動石計算（Ｍｏｂｉｌｅ?Ｃｌｏｕｄ?Ｃｏｍｐｕｔｉｎｇ，??ＭＣＣ）研究領(lǐng)域。但是，ＭＣＣ存在固有的局限性，也就是終端用戶與遠端云中心??傳播距離過長，將給移動應(yīng)用帶來過長的時延。因此ＭＣＣ不適用于廣泛存在的時??延敏感應(yīng)用。ＭＥＣ的概念最先在２０１４年由ＥＴＳＩ所提山，其定義為在無線接入網(wǎng)絡(luò)??（Ｒａｄｉｏ?Ａｃｃｅｓｓ?Ｎｅｔｗｏｒｋ．?ＲＡＮ）中向移動用戶提供ＩＴ和云計算服務(wù)［２３】。ＭＥＣ基于虛??擬化平臺實現(xiàn)
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本文編號：2893677