【摘要】：由于各個(gè)領(lǐng)域的流量業(yè)務(wù)需求開(kāi)始呈現(xiàn)爆炸式增長(zhǎng),并且對(duì)數(shù)據(jù)的傳輸速率要求也越來(lái)越高,這些因素都促使5G移動(dòng)通信系統(tǒng)在系統(tǒng)容量和數(shù)據(jù)傳輸速率方面做進(jìn)一步的研究。通過(guò)開(kāi)發(fā)未被充分利用的毫米波頻段來(lái)獲得更大的帶寬,可以有效地提升通信網(wǎng)絡(luò)容量。大規(guī)模三維多輸入多輸出(3D MIMO)技術(shù)通過(guò)在基站端部署大量天線(xiàn)并利用天線(xiàn)垂直方向的空間自由度,引入大量的空間自由度從而大幅度提高頻譜效率和系統(tǒng)容量。要達(dá)到這樣的要求,準(zhǔn)確的信道估計(jì)是實(shí)現(xiàn)5G移動(dòng)通信系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。在實(shí)際無(wú)線(xiàn)通信環(huán)境中,噪聲類(lèi)型的復(fù)雜多樣性造成信道估計(jì)更加困難。為了增加5G系統(tǒng)通信的穩(wěn)定性,本文針對(duì)高斯噪聲環(huán)境和非高斯噪聲環(huán)境下的毫米波大規(guī)模3D MIMO信道分別提出了相應(yīng)的信道估計(jì)算法。本文具體的主要研究工作如下:第一,研究無(wú)線(xiàn)通信信道的特性以及3D MIMO系統(tǒng)與2D MIMO系統(tǒng)的區(qū)別。研究了無(wú)線(xiàn)通信信道中的自由空間損耗、無(wú)線(xiàn)信道的衰落、無(wú)線(xiàn)信道中的各類(lèi)噪聲干擾以及它們對(duì)無(wú)線(xiàn)通信的影響。除此之外,還對(duì)3D MIMO系統(tǒng)與2D MIMO系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比分析,并基于3D MIMO系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)給出了3D MIMO系統(tǒng)實(shí)際應(yīng)用的場(chǎng)景。第二,研究高斯噪聲環(huán)境下的毫米波大規(guī)模3D MIMO系統(tǒng)中的信道估計(jì)算法。利用一個(gè)數(shù)學(xué)上等價(jià)于空間離散傅里葉變換矩陣的透鏡天線(xiàn)將原來(lái)的毫米波大規(guī)模3D MIMO信道轉(zhuǎn)換到波束空間信道,轉(zhuǎn)換后的信道具有稀疏結(jié)構(gòu)特性。針對(duì)信道具有的這種稀疏結(jié)構(gòu)特性,進(jìn)而提出了一種自適應(yīng)的稀疏信道估計(jì)算法。通過(guò)仿真結(jié)果和傳統(tǒng)的稀疏信道估計(jì)算法進(jìn)行對(duì)比分析,在相同條件下,所提算法的精確重構(gòu)稀疏信道的概率比傳統(tǒng)稀疏信道估計(jì)算法要高,估計(jì)誤差也更小,從而驗(yàn)證了所提算法的優(yōu)越性。第三,研究基于對(duì)稱(chēng)α穩(wěn)定分布的噪聲環(huán)境下的毫米波大規(guī)模3D MIMO系統(tǒng)中的信道估計(jì)算法。首先,根據(jù)對(duì)稱(chēng)α穩(wěn)定分布的噪聲特征對(duì)該稀疏信道估計(jì)問(wèn)題進(jìn)行建模。由于所建模型不易直接求解,因此我們利用優(yōu)化領(lǐng)域中常用的交替迭代法將該問(wèn)題分解為兩個(gè)子問(wèn)題進(jìn)行交替迭代求解。對(duì)所提算法和傳統(tǒng)稀疏信道估計(jì)算法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果表明提出的算法明顯優(yōu)于傳統(tǒng)稀疏信道估計(jì)算法,即所提算法能更好地減少非高斯噪聲對(duì)信道估計(jì)的影響。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.3

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2753864