發(fā)布時間：2017-11-21 08:14

  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO多用戶傳輸系統(tǒng)級仿真

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 多用戶傳輸 系統(tǒng)級仿真 多徑信道模型 波束域信道

【摘要】：隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷普及,移動通信對數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨笈c日俱增。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)可以在不增加頻譜資源的情況下,成倍地提高系統(tǒng)吞吐量,近年來在工業(yè)界和學(xué)術(shù)界得到廣泛關(guān)注。大規(guī)模MIMO技術(shù)通過在基站側(cè)配置大規(guī)模天線陣列,大大提高頻譜效率和信號傳輸質(zhì)量,在頻譜資源日趨緊張的今天,成為面向5G的無線通信中的關(guān)鍵技術(shù)。波束域傳輸方案通過信道的空間特性進(jìn)行多用戶傳輸,可以在較低的復(fù)雜度下實現(xiàn)大規(guī)模MIMO多用戶傳輸性能。本文從系統(tǒng)級仿真角度對大規(guī)模MIMO波束域傳輸方案進(jìn)行研究,通過對大規(guī)模MIMO的仿真需求分析構(gòu)建高效的系統(tǒng)級仿真平臺,并對大規(guī)模MIMO波束域的傳輸方案進(jìn)行性能評估。首先,本文研究了大規(guī)模MIMO下的波束域下行鏈路多用戶傳輸方案。通過研究大規(guī)模MIMO空間信道的特點,在物理信道模型下對空間信道的發(fā)送相關(guān)陣的統(tǒng)計特點進(jìn)行分析,得到發(fā)送天線趨于無窮時發(fā)送相關(guān)陣的特征矩陣為DFT陣,并且統(tǒng)計信道信息與頻率無關(guān)。利用大規(guī)模MIMO的空間信道特性,得出波束域傳輸表達(dá)式及統(tǒng)計信道信息的獲取方法。在調(diào)度優(yōu)化模型方面,通過對波束域多用戶傳輸和速率優(yōu)化問題的研究,得出最優(yōu)傳輸方案下每個用戶使用不同的波束進(jìn)行傳輸。從而,提出波束域下行鏈路傳輸方案,其特點為經(jīng)過調(diào)度后每個用戶在其波束所確定的子信道上進(jìn)行傳輸。接著,本文討論了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)級仿真平臺的構(gòu)建。參考LTE系統(tǒng)級仿真平臺的基本原理與實現(xiàn)方案,對通信過程中的各個元素進(jìn)行建模,包括小區(qū)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、用戶移動性處理模型、傳播衰落模型、鏈路級與系統(tǒng)級仿真接口、自適應(yīng)編碼調(diào)制、HARQ處理的基本模型和實現(xiàn)方法。其中對大規(guī)模MIMO多徑信道模型進(jìn)行了研究,通過利用對信道實現(xiàn)中不同維度的相關(guān)性對信道生成過程做出優(yōu)化。通過的計算預(yù)處理和路徑收縮等方法大大減少計算資源和存儲資源,實現(xiàn)了大規(guī)模MIMO信道模型并驗證其在不同場景下的高效性和正確性。同時通過對系統(tǒng)級仿真平臺的架構(gòu)和實現(xiàn)方式進(jìn)行討論,搭建基于C++的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)級仿真平臺。最后,本文對大規(guī)模MIMO波束域下行鏈路多用戶傳輸方案進(jìn)行了仿真驗證。大規(guī)模MIMO波束域傳輸方案的系統(tǒng)級仿真平臺架構(gòu)由計算驅(qū)動,集中計算所需的數(shù)據(jù)可以便于各模塊的優(yōu)化。根據(jù)大規(guī)模MIMO波束域傳輸方案的特點,分析了在空間信道下和波束域傳信道下系統(tǒng)級仿真多用戶干擾計算的復(fù)雜度,通過利用稀疏矩陣進(jìn)行預(yù)編碼減少仿真的計算量。在波束域傳輸方案下,討論了不同調(diào)度算法及其復(fù)雜度,通過在貪婪算法和簡化貪婪算法中加入正比例公平因子調(diào)整調(diào)度方案的公平性,并討論了干擾噪聲水平的準(zhǔn)確獲取對調(diào)度結(jié)果的影響,將調(diào)度算法擴(kuò)展到多小區(qū)。仿真結(jié)果顯示,大規(guī)模MIMO在信道角度擴(kuò)展較小的場景中可以達(dá)到很好的性能；大規(guī)模波束域傳輸方案可以達(dá)到大規(guī)模MIMO信道的基本傳輸性能：在基站側(cè)配置數(shù)十根天線時,天線數(shù)量的增加仍能導(dǎo)致系統(tǒng)性能的提升。
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;成立50周年新起點,MSC力推“系統(tǒng)—部件—材料”仿真新戰(zhàn)略[J];計算機(jī)輔助工程;2013年05期

2 曹源,金先龍,孟光;航空發(fā)動機(jī)系統(tǒng)級仿真研究的回顧與展望[J];航空動力學(xué)報;2004年04期

3 龔文斌,甘仲民;第三代移動通信系統(tǒng)的系統(tǒng)級仿真建模[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2003年04期

4 王伍成;羅文廣;蘇鑫;;高頻RFID通信系統(tǒng)級仿真[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2011年03期

5 劉云生;陳華清;;艦船動力系統(tǒng)論證多學(xué)科系統(tǒng)級仿真評估框架[J];計算機(jī)仿真;2008年06期

6 傅金希;張玲;張欣;;基于Wi-FiDirect的WLAN與TD-LTE共存研究[J];移動通信;2014年Z1期

7 郝文濤;田凌;童秉樞;;支持系統(tǒng)級仿真與優(yōu)化的流場模型降階技術(shù)[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年11期

8 孫黎輝;;3G無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)級仿真與網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃[J];移動通信;2006年08期

9 耿琦;韋再雪;楊大成;;HSUPA技術(shù)及其系統(tǒng)級仿真[J];信息通信技術(shù);2008年04期

10 蒙玎;張祖凡;溫林海;;LTE-advanced系統(tǒng)級仿真方法與實現(xiàn)[J];重慶郵電大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2011年06期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 孫道恒;;MEMS耦合場分析與系統(tǒng)級仿真[A];第一屆全國納米技術(shù)與應(yīng)用學(xué)術(shù)會議論文集[C];2000年

2 王梅;;雷達(dá)結(jié)構(gòu)協(xié)同仿真方法及應(yīng)用[A];第三屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2007年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 關(guān)樂;基于宏模型技術(shù)的MEMS系統(tǒng)級仿真研究[D];大連理工大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 沈超;大規(guī)模MIMO多用戶傳輸系統(tǒng)級仿真[D];東南大學(xué);2015年

2 林琳;LTE/LTE-Advanced上行系統(tǒng)級仿真平臺設(shè)計及若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

3 桑媛;LTE-TDD系統(tǒng)級仿真平臺設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2011年

4 李寧;LTE-Advanced CoMP技術(shù)系統(tǒng)級仿真與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2013年

5 李華飛;LTE-Advanced下行系統(tǒng)級仿真平臺實現(xiàn)及若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

6 姜春霞;應(yīng)用HSDPA的系統(tǒng)級仿真平臺開發(fā)及未來移動通信系統(tǒng)中雙工技術(shù)的研究[D];北京郵電大學(xué);2006年

7 張嚴(yán)殳;LTE系統(tǒng)級仿真平臺的架構(gòu)與實現(xiàn)[D];北京郵電大學(xué);2011年

8 齊東周;基于降階宏模型的MEMS系統(tǒng)級仿真平臺研究[D];大連理工大學(xué);2008年

9 吳天慶;HSUPA系統(tǒng)級仿真與關(guān)鍵技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2010年

10 孫勤;WiMAX系統(tǒng)級仿真研究[D];武漢理工大學(xué);2008年

，

本文編號：1210257