本文關鍵詞：基于非完美信道狀態(tài)信息的多播系統(tǒng)容量優(yōu)化研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來無線通信發(fā)展迅速,無線終端尤其是智能終端的廣泛使用給人們的生活和工作帶來了更多的可能,種類繁多的應用應運而生并且層出不窮,遍布于社會生活的各個角落。各種信息依靠網(wǎng)絡承載傳播導致業(yè)務量的不斷攀升,以及新型多媒體的迅速普及等因素,傳統(tǒng)的點對點的傳輸方式承載的業(yè)務量并不能很好的滿足日益增長的需求,點對多點的多播業(yè)務傳輸方式自然而然受到了學者們的廣泛關注:一方面,在迅速增長的移動數(shù)據(jù)流量統(tǒng)計中發(fā)現(xiàn),視頻流量占據(jù)一半以上的份額,其中很多業(yè)務是需要傳輸相同數(shù)據(jù)內(nèi)容給某一類用戶,例如視頻點播、手機電視、遠程教育等;另一方面,考慮無線信道本身,利用空間電磁波傳輸使得其本身具備廣播屬性,擁有權限的用戶可以同時接收同一站點發(fā)出的信息。本文通過對多播系統(tǒng)進行分析研究,基于發(fā)射端已知非完美信道狀態(tài)信息,在不同場景下建立容量優(yōu)化數(shù)學模型,利用凸優(yōu)化理論求解相應優(yōu)化問題以獲得發(fā)射策略,通過仿真分析性能。具體工作內(nèi)容為:首先,分析接收用戶配置單天線的場景,利用反饋的瞬時信道狀態(tài)信息,綜合考慮反饋信息的非完美性,在一定發(fā)射功率限制的前提下,建立最大化最差信道用戶容量的優(yōu)化模型,證明其為凸優(yōu)化問題,再利用凸優(yōu)化算法進行高效求解,獲得決定發(fā)射策略的發(fā)射方差;其次,為克服最大化最差用戶信道容量模型受限于最差用戶信道狀態(tài)的缺點,建立系統(tǒng)和容量最大化模型,該模型犧牲所有用戶均能可靠接收的性能,換來系統(tǒng)吞吐量的提升,針對造成的這一問題可考慮結合其他策略實現(xiàn)信道條件很差的用戶可靠接收信息,如混合自動重傳請求或另外分配單播信道。然后,針對該系統(tǒng)和容量最大化模型進行分析,證明在低信噪比情況下該問題可轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化問題,利用CVX高效求解低信噪比下系統(tǒng)和容量最大化模型;最后,分析接收用戶配置多根天線的場景,此時由于反饋量的增加帶來的系統(tǒng)開銷和時延導致反饋瞬時信道狀態(tài)信息并不劃算,本文利用相關統(tǒng)計信道狀態(tài)信息對信道進行建模,建立功率約束下的最大化系統(tǒng)和容量模型,利用已知的統(tǒng)計信道狀態(tài)信息簡化優(yōu)化問題,通過統(tǒng)計分析得到系統(tǒng)和容量的一個下界的解析表達式,求解滿足限制條件下的最大化該下界的優(yōu)化問題,獲得已知統(tǒng)計信道狀態(tài)信息情況下的優(yōu)化發(fā)射策略。對結果進行仿真驗證,比較分析各種策略性能。
【關鍵詞】：多播系統(tǒng) 信道和容量 凸優(yōu)化 非完美信道狀態(tài)信息
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容12-14
• 第2章 MIMO多播系統(tǒng)研究及數(shù)學基礎14-24
• 2.1 引言14
• 2.2 MIMO容量優(yōu)化模型14-18
• 2.2.1 無線信道模型14-16
• 2.2.2 MIMO信道容量16-18
• 2.2.3 功率限制條件18
• 2.3 多播系統(tǒng)18-20
• 2.3.1 多播傳輸?shù)南到y(tǒng)框架18-19
• 2.3.2 增強型多媒體多播業(yè)務的傳輸模型19-20
• 2.4 凸優(yōu)化理論20-23
• 2.4.1 凸優(yōu)化問題的定義20-21
• 2.4.2 對偶問題21-23
• 2.4.3 凸優(yōu)化問題的求解23
• 2.5 本章小結23-24
• 第3章 基于非完美瞬時信道狀態(tài)信息的發(fā)射策略研究24-36
• 3.1 引言24-25
• 3.2 基于非完美瞬時信道狀態(tài)信息的最差用戶信道容量優(yōu)化問題25-27
• 3.2.1 完美信道狀態(tài)信息下的多播系統(tǒng)信道容量25-26
• 3.2.2 瞬時信道狀態(tài)信息估計誤差模型26
• 3.2.3 優(yōu)化問題的形成和求解26-27
• 3.3 基于非完美的瞬時信道狀態(tài)信息的多播系統(tǒng)和容量優(yōu)化問題27-30
• 3.3.1 多播系統(tǒng)信道誤差矩陣模型27-28
• 3.3.2 優(yōu)化問題的形成和求解28-30
• 3.4 仿真分析30-35
• 3.5 本章小結35-36
• 第4章 基于統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的發(fā)射策略研究36-49
• 4.1 引言36
• 4.2 基于統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的遍歷和容量優(yōu)化問題描述36-38
• 4.2.1 統(tǒng)計相關信道模型36-37
• 4.2.2 基于統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的遍歷和容量優(yōu)化問題的形成37-38
• 4.3 基于統(tǒng)計信道狀態(tài)信息的遍歷和容量優(yōu)化問題的求解38-42
• 4.4 仿真分析42-47
• 4.5 本章小結47-49
• 結論49-50
• 參考文獻50-55
• 致謝55

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本文編號：281531