多用戶大規(guī)模多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)放大轉(zhuǎn)發(fā)(Amplifyand-Forward,AF)中繼系統(tǒng)能充分利用大規(guī)模MIMO技術(shù)以及中繼技術(shù)的優(yōu)勢特性,其中大規(guī)模MIMO技術(shù)可提供額外的空間增益、具有提高系統(tǒng)容量和頻譜效率等優(yōu)點(diǎn);中繼技術(shù)具有擴(kuò)大無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍、降低無線接入成本等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),為了節(jié)省用戶的發(fā)射功率和提高系統(tǒng)的頻譜效率等性能,功率分配與用戶選擇技術(shù)是在多用戶大規(guī)模MIMO AF中繼系統(tǒng)下具有前景的研究課題。因此,本論文重點(diǎn)研究了多用戶大規(guī)模MIMO AF中繼系統(tǒng)下的聯(lián)合功率分配和多用戶選擇問題。國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)研究表明,基于降階的聯(lián)合用戶刪除和功率分配(The Deflation Based Joint User Removal and Power Allocation,DPA)算法是聯(lián)合功率分配和用戶選擇問題的有效方法之一。DPA算法的主要特點(diǎn)是分步迭代運(yùn)行功率分配和用戶選擇問題,直到所選通信用戶都能被支持。由于DPA算法在大規(guī)模天線場景中的計(jì)算復(fù)雜度高、系統(tǒng)性能不佳,本論文在大規(guī)模MIMO AF中繼中采用了一種基于新的線性規(guī)劃的降階(The New Linear Programming Deflation,NLPD)算法,能夠顯著提高功率分配和用戶選擇問題的性能,對實(shí)際應(yīng)用更有指導(dǎo)意義。本文首先將NLPD算法應(yīng)用于聯(lián)合功率分配和用戶選擇問題分析。在用戶速率需求相同的場景下,比較了NLPD與DPA算法的刪除策略,并分析了中繼天線數(shù)目和中繼傳輸功率對系統(tǒng)的影響。其次,本文基于NLPD算法研究了在用戶速率需求不同的場景下聯(lián)合功率分配和用戶選擇問題。此外,本文提出了中繼傳輸功率預(yù)估方法,可以有效地估計(jì)系統(tǒng)支持通信的最大用戶數(shù)。Monte-Carlo仿真結(jié)果表明,NLPD算法比DPA算法能支持更多的用戶通信,并且每個(gè)用戶可以分配到幾乎相等的平均發(fā)射功率。同時(shí),NLPD算法的計(jì)算復(fù)雜度遠(yuǎn)低于DPA算法,可以節(jié)省大量的計(jì)算時(shí)間。實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果還表明,中繼傳輸功率估值和其最優(yōu)值所支持用戶通信的性能非常接近,大幅度提高了計(jì)算效率。最后,理論分析和仿真結(jié)果表明,在不同場景下,本文采用的NLPD算法遠(yuǎn)優(yōu)于DPA算法,能夠更有效地分析聯(lián)合功率分配和用戶選擇問題。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【部分圖文】：

步的技術(shù)支持。最早是由美國貝爾實(shí)驗(yàn)室的 Thomas LMMIMO 系統(tǒng)，實(shí)驗(yàn)和分析結(jié)果表明，當(dāng)小區(qū)的基站端天線和瑞利衰落等負(fù)面影響全都可以忽略不計(jì)，非常大幅度模 MIMO 系統(tǒng)中，在基站（BS）使用大量的天線（例如的多個(gè)用戶終端（例如數(shù)十或數(shù)百）提供服務(wù)，是目前 2 個(gè)數(shù)量級以上，而基站所服務(wù)的用戶設(shè)備數(shù)目遠(yuǎn)少于基的空間自由度[13]。大規(guī)模 MIMO 系統(tǒng)技術(shù)引起了研究學(xué)者們的重點(diǎn)關(guān)注[7諸報(bào)道，這些工作有關(guān)傳輸性能分析、傳輸方案設(shè)計(jì)等：IMO 系統(tǒng)的信道的理論建模和實(shí)測建模的工作正在研究泛認(rèn)可和應(yīng)用的信道模型。

碩士研究生學(xué)位論文 有放大轉(zhuǎn)發(fā)（Amplify-and-Forward，AF）[23]和解碼轉(zhuǎn)發(fā)（Decode-紹這兩種最常用的中繼轉(zhuǎn)發(fā)方式。（AF）協(xié)議　　示 AF 中繼模型，在放大轉(zhuǎn)發(fā)中繼協(xié)議下，中繼 R 只是簡單的采源 S 信息進(jìn)行量化，此方法因子是與接收功率成反比的，然后的端 D，目的端對信道衰落進(jìn)行理想均衡，通過某種合并方式。AF 中繼模式的過程實(shí)際是一個(gè)模擬變換的過程，將接收到的為簡單，但由于放大信號時(shí)也會(huì)放大噪聲，因此在信噪比io，SNR）較低時(shí)系統(tǒng)性能會(huì)受到較大影響，所以一定要結(jié)合必好的通信質(zhì)量。不過 AF 中繼協(xié)議實(shí)現(xiàn)起來很簡單，且該方案能

圖 1.3 DF 中繼模型常用的這兩種轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議，考慮到 AF 和 DF 協(xié)議[25,26]的缺點(diǎn)，一些新 AF 協(xié)作協(xié)議中，中繼對信號直接放大處理使得軟信息經(jīng)過傳輸之夠反應(yīng)信號的可靠性是比較重要的。DF 協(xié)議中對信息進(jìn)行解碼轉(zhuǎn)發(fā)會(huì)造成軟信息的損失，還使得錯(cuò)誤信息無法恢復(fù)，對于接收端來說計(jì)轉(zhuǎn)發(fā)（EF，Estimate-and-Forward）協(xié)議[27]正是利用了軟信息，中行估計(jì)，最小均方誤差（MMSE，Minimum Mean Square Error）是被估計(jì)信號被轉(zhuǎn)發(fā)給目的端。EF 中繼協(xié)議作為一種新型的基于軟符號比特率性能等方面優(yōu)于前面所述的放大轉(zhuǎn)發(fā)以及譯碼轉(zhuǎn)發(fā)協(xié)議。近轉(zhuǎn)發(fā)（Compress and Forward，CF）[28]的相關(guān)研究開始受到人們的關(guān) AF 和 DF 中繼的一般情況。CF 協(xié)議之所以不同于前面幾種協(xié)議是道編碼層面上。CF 主要結(jié)合了信道編碼技術(shù)，比如 Turbo 碼、卷積議中，編碼或者解碼操作可采用簡單的方式增加或者去除冗余，例
【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前3條

1 陽析;金石;;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)傳輸關(guān)鍵技術(shù)研究進(jìn)展[J];電信科學(xué);2015年05期

2 戚晨皓;黃永明;金石;;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)研究進(jìn)展[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2015年03期

3 祖立軍;王平;王玉金;韓靜;劉富強(qiáng);;時(shí)分半雙工MIMO中繼系統(tǒng)性能分析[J];計(jì)算機(jī)工程;2011年02期

本文編號：2864898