本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO預編碼方案研究

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【摘要】：移動通信技術(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,移動通信憑借其自身方便便捷的特點與時俱進的發(fā)展模式,很好的適應了當前信息時代的需求并展現(xiàn)出旺盛的活力。5G,是英文fifth-generation的縮寫,指的是移動電話系統(tǒng)第五代,目前正在研究中,預計將于2020年左右完全標準化。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,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。本文正是在這樣的背景下,對大規(guī)模MIMO的下行預編碼技術(shù)進行深入的研究。我們將考慮一個單小區(qū)大規(guī)模MIMO下行系統(tǒng),一個裝備N根天線的基站服務(wù)K個時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預編碼,推導了RZF預編碼的近似可達速率,并與BF預編碼進行了比較,發(fā)現(xiàn)RZF減少一個量級的天線數(shù)就可以達到BF的性能。研究了最大比率傳輸(Maximum ratio transmission,MRT)預編碼的性能,研究了MRT預編碼的能量效率分配算法,并分析了CSI延遲條件下的MRT預編碼性能,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)與其的改進型算法。我們發(fā)現(xiàn)在N/M適中時,CE預編碼相比于ZF預編碼有顯著的功效提升。論文還研究了一種改進型的CE預編碼,該預編碼比傳統(tǒng)的MGD方案更適合恒包絡(luò)預編碼。我們對以上這些算法進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 預編碼 頻譜效率 能量效率
【學位授予單位】：南京郵電大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 迫零預編碼12-24
• 2.1 迫零預編碼的性能12-17
• 2.1.1 迫零預編碼信道模型12-13
• 2.1.2 迫零預編碼的區(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預編碼17-23
• 2.2.1 RZF預編碼的信道模型17-19
• 2.2.2 線性波束成形可達的下行速率19
• 2.2.3 RZF預編碼與BF預編碼比較19-23
• 2.3 本章小結(jié)23-24
• 第三章 MRT預編碼研究24-45
• 3.1 MRT能量效率功率分配算法24-29
• 3.1.1 MRT預編碼信道模型24-25
• 3.1.2 MRT預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預編碼的頻譜效率與能量效率31-34
• 3.3 ZF預編碼與MRT預編碼比較34-39
• 3.3.1 ZF預編碼與MRT預編碼的SINR比較34-35
• 3.3.2 ZF預編碼與MRT預編碼的可達數(shù)據(jù)速率35-36
• 3.3.3 ZF預編碼與MRT預編碼的所需下行傳輸功率36-39
• 3.4 一種復雜度降低的MRT預編碼39-44
• 3.4.1 復雜度降低的MRT預編碼39-42
• 3.4.2 預編碼性能分析42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 第四章 CE預編碼研究45-61
• 4.1 CE預編碼45-54
• 4.1.1 CE預編碼的信道模型45-46
• 4.1.2 CE預編碼性能分析46-48
• 4.1.3 CE預編碼性能仿真48-54
• 4.2 CE預編碼的改進54-60
• 4.2.1 預編碼的改進56-59
• 4.2.2 CE預編碼仿真與討論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62-65
• 致謝65

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