本文關(guān)鍵詞：基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰娜p工大規(guī)模多用戶MIMO系統(tǒng)容量優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 全雙工通信 上行系統(tǒng)性能分析 大維度系統(tǒng)分析

【摘要】：大規(guī)模多用戶多輸入多輸出(multi-user multiple-input multiple-output, MU-MIMO)和全雙工通信(full-duplex communication)作為當(dāng)前熱門的下一代移動(dòng)通信系統(tǒng)候選技術(shù),具有能夠極大提高系統(tǒng)頻譜效率的潛力�；趯�(duì)兩種技術(shù)各自特點(diǎn)的分析,本文考慮全雙工通信與大規(guī)模MIMO的結(jié)合,并對(duì)系統(tǒng)的上行可達(dá)速率性能進(jìn)行了研究。 在全雙工蜂窩系統(tǒng)中,每個(gè)基站將受到自干擾的顯著影響,而處于相鄰小區(qū)的基站也會(huì)受到彼此之間的嚴(yán)重干擾。本文利用隨機(jī)矩陣?yán)碚摲椒?推導(dǎo)了全雙工大規(guī)模MU-MIMO系統(tǒng)的遍歷上行可達(dá)速率的確定性近似,并依據(jù)此結(jié)果證明了基站自干擾和基站間干擾都會(huì)隨著基站天線數(shù)的增加而漸進(jìn)地消除。該結(jié)果表明,通過全雙工傳輸,大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能夠漸進(jìn)地實(shí)現(xiàn)兩倍于半雙工系統(tǒng)的上行可達(dá)速率性能。然而,當(dāng)基站天線陣列規(guī)模較為有限時(shí),這兩種干擾仍然會(huì)存在于系統(tǒng)之中,并限制全雙工通信的性能增益。當(dāng)干擾強(qiáng)度較大時(shí),全雙工系統(tǒng)的上行速率甚至可能低于半雙工系統(tǒng)。本文進(jìn)一步推導(dǎo)了使全雙工系統(tǒng)的上行可達(dá)速率高于半雙工系統(tǒng)所需的最小基站天線數(shù)的解析式。該結(jié)果有助于在不同的天線陣列規(guī)模下選擇系統(tǒng)最優(yōu)的雙工方式。 基站端采用不同的線性檢測器會(huì)使系統(tǒng)具有不同的上行性能。本文對(duì)在上行使用匹配濾波檢測器和最小均方誤差檢測器兩種情況分別進(jìn)行了分析。另外,本文在系統(tǒng)建模中考慮了一些在大規(guī)模MIMO和全雙工系統(tǒng)中會(huì)起到重要影響作用的實(shí)際因素,包括天線陣列相關(guān)性、自干擾鏈路和基站間鏈路的直視路徑,以及收發(fā)機(jī)的動(dòng)態(tài)范圍有限性等。這些因素使得對(duì)系統(tǒng)上行可達(dá)速率的有限維度分析更加復(fù)雜,因此本文廣泛使用了隨機(jī)矩陣方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行大維度的分析。所推導(dǎo)的結(jié)果都通過計(jì)算機(jī)仿真進(jìn)行了驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,本文給出的系統(tǒng)上行可達(dá)速率的確定性近似準(zhǔn)確度非常高；另一方面,在基站端天線數(shù)目足夠大時(shí),從上行性能來看,全雙工通信可能比半雙工通信更具優(yōu)勢。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 全雙工通信 上行系統(tǒng)性能分析 大維度系統(tǒng)分析
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 論文研究背景9-11
• 1.2 主要研究內(nèi)容11-12
• 1.2.1 多小區(qū)全雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行可達(dá)速率11
• 1.2.2 基于線性MMSE檢測器的全雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)容量優(yōu)化11-12
• 1.3 論文的內(nèi)容和結(jié)構(gòu)12-13
• 第二章 全雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)概述13-17
• 2.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)13-14
• 2.1.1 天線相關(guān)性13
• 2.1.2 非完美信道估計(jì)13-14
• 2.1.3 線性信號(hào)處理14
• 2.2 全雙工傳輸14-17
• 2.2.1 基站自干擾15
• 2.2.2 基站-基站干擾15
• 2.2.3 用戶自干擾和用戶間干擾15-16
• 2.2.4 自干擾信道和基站間信道建模16
• 2.2.5 收發(fā)機(jī)非理想硬件效應(yīng)16-17
• 第三章 多小區(qū)全雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行可達(dá)速率17-32
• 3.1 系統(tǒng)模型17-19
• 3.1.1 上行傳輸17-18
• 3.1.2 信道估計(jì)18-19
• 3.1.3 下行預(yù)編碼和上行檢測19
• 3.2 上行可達(dá)速率19-28
• 3.2.1 確定性近似20-27
• 3.2.2 全雙工和半雙工系統(tǒng)的對(duì)比27-28
• 3.3 仿真結(jié)果28-31
• 3.4 本章小結(jié)31-32
• 第四章 基于線性MMSE檢測器的全雙工大規(guī)模MIMO系統(tǒng)容量優(yōu)化32-44
• 4.1 系統(tǒng)模型32-34
• 4.1.1 上行傳輸32-33
• 4.1.2 非完美信道估計(jì)33-34
• 4.1.3 下行預(yù)編碼34
• 4.1.4 部分干擾消除34
• 4.2 線性最小均方誤差檢測器34-36
• 4.3 上行可達(dá)速率36-40
• 4.4 數(shù)值仿真40-42
• 4.5 本章小結(jié)42-44
• 第五章 總結(jié)與展望44-47
• 5.1 總結(jié)44-45
• 5.2 研究適用范圍和局限性45
• 5.3 下一階段研究展望45-47
• 參考文獻(xiàn)47-50
• 致謝50

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1060058