大規(guī)模MIMO技術作為5G關鍵技術,能夠有效地提升無線通信系統(tǒng)的頻譜效率和能量效率。針對大規(guī)模MIMO技術能效研究大都只考慮單天線用戶與現(xiàn)實不符;大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡下定義的能效只考慮蜂窩端的問題,本文分別對多天線多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的能效問題和大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡的能效問題進行了研究,具體內(nèi)容如下:1.提出一種基于雙天線用戶的多天線多用戶上行大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效最優(yōu)的資源分配算法。該算法針對當前大規(guī)模MIMO能效的研究主要集中在單天線用戶的場景而未考慮現(xiàn)實中多天線終端設備已得到普及的問題,在采用迫零接收的同時考慮了用戶終端續(xù)航問題和用戶服務質(zhì)量(QoS)的要求,即在滿足用戶最高發(fā)射功率和用戶最低通信速率的條件下,將分式目標函數(shù)轉(zhuǎn)化為減式目標函數(shù),先通過拉格朗日數(shù)學方法得出用戶的每根天線的最優(yōu)發(fā)射功率,再由二分法聯(lián)合調(diào)配基站端激活的天線數(shù)目來優(yōu)化系統(tǒng)能效,使之接近窮舉算法得到的最優(yōu)值,并降低求取能效最優(yōu)的算法復雜度。仿真結(jié)果表明,所提算法能夠以較低的迭代次數(shù)達到接近最優(yōu)能效的效果。2.提出一種大規(guī)模MIMO與D2D共存網(wǎng)絡系統(tǒng)能效優(yōu)化方法。針對現(xiàn)有大規(guī)模MIMO與D2D共存系統(tǒng)能效研究中只將系統(tǒng)能效定義為蜂窩用戶和速率與蜂窩功耗之比的問題,該方法加入了D2D鏈路的和速率和功耗,建立了新的能效模型,在采用最大比合并接收的同時考慮D2D鏈路用戶的最低速率要求與大規(guī)模MIMO蜂窩中用戶的速率要求,研究了聯(lián)合蜂窩基站端與用戶端并和D2D鏈路以能量效率最優(yōu)為目標進行優(yōu)化,先對基站端的天線數(shù)目進行優(yōu)化得最優(yōu)值,再由此確立蜂窩用戶的發(fā)射功率,最后調(diào)控D2D鏈路用戶發(fā)射功率來優(yōu)化系統(tǒng)能效,使整個共存系統(tǒng)能量效率達到最優(yōu)。仿真結(jié)果表明,在所建立的能效模型下,系統(tǒng)能效得到了有效地提升。
【學位單位】：重慶郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TN919.3
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 課題的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 大規(guī)模MIMO能量效率的研究
        1.2.2 大規(guī)模MIMO與 D2D共存系統(tǒng)能效研究
    1.3 論文主要工作及創(chuàng)新點
    1.4 論文結(jié)構安排
第2章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)理論及能效優(yōu)化方法介紹
    2.1 傳統(tǒng)MIMO技術概述
        2.1.1 單用戶MIMO技術
        2.1.2 多用戶MIMO技術
        2.1.3 MIMO技術的應用
    2.2 大規(guī)模MIMO技術概述
        2.2.1 大規(guī)模MIMO技術系統(tǒng)
        2.2.2 大規(guī)模MIMO技術優(yōu)勢與問題
    2.3 大規(guī)模MIMO能效優(yōu)化方法
        2.3.1 大規(guī)模MIMO能效的定義
        2.3.2 分式凸優(yōu)化方法
        2.3.3 天線選擇的優(yōu)化方法
        2.3.4 預編碼與功率分配的優(yōu)化方法
    2.4 本章小結(jié)
第3章 雙天線多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效資源分配算法
    3.1 引言
    3.2 系統(tǒng)模型構建
        3.2.1 系統(tǒng)模型及用戶可達速率
        3.2.2 功耗模型及能效目標函數(shù)
    3.3 能效資源分配算法描述
        3.3.1 目標能效凸優(yōu)化證明
        3.3.2 聯(lián)合優(yōu)化迭代算法
    3.4 仿真及結(jié)果分析
        3.4.1 仿真模型與參數(shù)
        3.4.2 結(jié)果分析
    3.5 本章小結(jié)
第4章 大規(guī)模MIMO與 D2D共存系統(tǒng)能效資源分配算法
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型構建
        4.2.1 系統(tǒng)模型
        4.2.2 用戶可達速率及中斷概率
        4.2.3 共存混合系統(tǒng)功耗模型
    4.3 目標函數(shù)及能效優(yōu)化分析
        4.3.1 目標函數(shù)
        4.3.2 優(yōu)化方法
    4.4 仿真及結(jié)果分析
        4.4.1 仿真模型與參數(shù)
        4.4.2 結(jié)果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 結(jié)束語
    5.1 論文工作總結(jié)
    5.2 后續(xù)工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間從事的科研工作及取得的成果

【參考文獻】

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1 張中山;王興;張成勇;呂少波;;大規(guī)模MIMO關鍵技術及應用[J];中國科學:信息科學;2015年09期

2 胡瑩;黃永明;俞菲;楊綠溪;;多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效資源分配算法[J];電子與信息學報;2015年09期

3 趙國鋒;陳婧;韓遠兵;徐川;;5G移動通信網(wǎng)絡關鍵技術綜述[J];重慶郵電大學學報(自然科學版);2015年04期

4 胡瑩;冀保峰;黃永明;俞菲;楊綠溪;;基于上行多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化算法[J];通信學報;2015年01期

5 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;鄔賀銓;;5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關鍵技術[J];中國科學:信息科學;2014年05期

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5 萬情;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)上行鏈路天線選擇研究[D];重慶大學;2016年

本文編號：2864559