發(fā)布時(shí)間：2017-08-11 16:02

  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO預(yù)編碼方案研究

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 波束成形 預(yù)編碼 頻譜效率 能量效率

【摘要】：移動(dòng)通信技術(shù)在最近數(shù)十年中得到了快速的發(fā)展,從最早的1G到現(xiàn)在的4G再到即將到來的5G,移動(dòng)通信憑借其自身方便便捷的特點(diǎn)與時(shí)俱進(jìn)的發(fā)展模式,很好的適應(yīng)了當(dāng)前信息時(shí)代的需求并展現(xiàn)出旺盛的活力。5G,是英文fifth-generation的縮寫,指的是移動(dòng)電話系統(tǒng)第五代,目前正在研究中,預(yù)計(jì)將于2020年左右完全標(biāo)準(zhǔn)化。大規(guī)模MIMO作為5G的關(guān)鍵技術(shù)之一是最近幾年提出的研究熱點(diǎn),較之傳統(tǒng)MIMO,大規(guī)模MIMO的誤碼性能與和速率性能均顯著提升。波束成形作為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)最有代表性的抗干擾方式是大規(guī)模MIMO的研究重點(diǎn)。本文正是在這樣的背景下,對(duì)大規(guī)模MIMO的下行預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行深入的研究。我們將考慮一個(gè)單小區(qū)大規(guī)模MIMO下行系統(tǒng),一個(gè)裝備N根天線的基站服務(wù)K個(gè)時(shí)頻資源相同的單天線用戶,用戶終端均勻分布在半徑為R的小區(qū)中。在這個(gè)環(huán)境下分析了迫零(Zero forcing,ZF)的性能,研究了多小區(qū)環(huán)境下的RZF預(yù)編碼,推導(dǎo)了RZF預(yù)編碼的近似可達(dá)速率,并與BF預(yù)編碼進(jìn)行了比較,發(fā)現(xiàn)RZF減少一個(gè)量級(jí)的天線數(shù)就可以達(dá)到BF的性能。研究了最大比率傳輸(Maximum ratio transmission,MRT)預(yù)編碼的性能,研究了MRT預(yù)編碼的能量效率分配算法,并分析了CSI延遲條件下的MRT預(yù)編碼性能,結(jié)果表明ZF相比于MRT具有更高的功率效率。之后我們研究了恒包絡(luò)(Constant-Envelope,CE)與其的改進(jìn)型算法。我們發(fā)現(xiàn)在N/M適中時(shí),CE預(yù)編碼相比于ZF預(yù)編碼有顯著的功效提升。論文還研究了一種改進(jìn)型的CE預(yù)編碼,該預(yù)編碼比傳統(tǒng)的MGD方案更適合恒包絡(luò)預(yù)編碼。我們對(duì)以上這些算法進(jìn)行了仿真分析來證明我們的結(jié)論。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 波束成形 預(yù)編碼 頻譜效率 能量效率
【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】：2015
【分類號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第一章 緒論7-12
• 1.1 研究背景7-9
• 1.2 大規(guī)模MIMO概述9-10
• 1.3 預(yù)編碼技術(shù)10-11
• 1.4 本文主要內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排11-12
• 第二章 迫零預(yù)編碼12-24
• 2.1 迫零預(yù)編碼的性能12-17
• 2.1.1 迫零預(yù)編碼信道模型12-13
• 2.1.2 迫零預(yù)編碼的區(qū)域平均譜效率與能量效率13-17
• 2.2 多小區(qū)環(huán)境下的RZF預(yù)編碼17-23
• 2.2.1 RZF預(yù)編碼的信道模型17-19
• 2.2.2 線性波束成形可達(dá)的下行速率19
• 2.2.3 RZF預(yù)編碼與BF預(yù)編碼比較19-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 MRT預(yù)編碼研究24-45
• 3.1 MRT能量效率功率分配算法24-29
• 3.1.1 MRT預(yù)編碼信道模型24-25
• 3.1.2 MRT預(yù)編碼的能量效率功率分配算法25-29
• 3.2 CSI延遲條件下的MRT預(yù)編碼性能分析29-34
• 3.2.1 CSI延遲條件下的系統(tǒng)模型30-31
• 3.2.2 CSI延遲條件下MRT預(yù)編碼的頻譜效率與能量效率31-34
• 3.3 ZF預(yù)編碼與MRT預(yù)編碼比較34-39
• 3.3.1 ZF預(yù)編碼與MRT預(yù)編碼的SINR比較34-35
• 3.3.2 ZF預(yù)編碼與MRT預(yù)編碼的可達(dá)數(shù)據(jù)速率35-36
• 3.3.3 ZF預(yù)編碼與MRT預(yù)編碼的所需下行傳輸功率36-39
• 3.4 一種復(fù)雜度降低的MRT預(yù)編碼39-44
• 3.4.1 復(fù)雜度降低的MRT預(yù)編碼39-42
• 3.4.2 預(yù)編碼性能分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 CE預(yù)編碼研究45-61
• 4.1 CE預(yù)編碼45-54
• 4.1.1 CE預(yù)編碼的信道模型45-46
• 4.1.2 CE預(yù)編碼性能分析46-48
• 4.1.3 CE預(yù)編碼性能仿真48-54
• 4.2 CE預(yù)編碼的改進(jìn)54-60
• 4.2.1 預(yù)編碼的改進(jìn)56-59
• 4.2.2 CE預(yù)編碼仿真與討論59-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 第五章 總結(jié)與展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-65
• 致謝65

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