本文關鍵詞：高鐵場景下Massive MIMO技術應用研究

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【摘要】：多天線技術能夠在不增加天線發(fā)送功率及頻譜資源的情況下成倍的提高系統(tǒng)容量,是下一代無線通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。通過進一步增加天線陣元的規(guī)模,Massive MMO系統(tǒng)又進一步為傳統(tǒng)多天線技術提供了更多的傳輸潛力。但是,系統(tǒng)天線數(shù)的增加也帶來了很多新的技術問題。相比于Massive MIMO技術在蜂窩網(wǎng)中的諸多研究,高鐵場景下的通信網(wǎng)絡結構及規(guī)律性的移動特性可很大程度上簡化該技術的應用。因此,根據(jù)高鐵場景特性,開展高移動及鐵路通信網(wǎng)絡架構下的Massive MIMO關鍵技術研究具有重大的理論及現(xiàn)實意義。根據(jù)對高鐵通信環(huán)境特性及各多天線技術特點分析,本文主要從強相關高鐵信道下的自適應多流復用技術及高移動下的自適應波束賦形技術兩個角度對高鐵場景下的Massive MIMO應用進行了重點研究。針對高鐵場景強LOS(Line Of Sight)傳輸及稀疏散射體分布帶來的信道強相關性,本文提出了利用主成分分析法將強相關的高鐵通信信道重構為一個低相關的等效聚合信道,并基于聚合信道建立了高鐵通信場景下的自適應多流復用傳輸優(yōu)化方案。該優(yōu)化方案以最大化系統(tǒng)容量為目標,并通過預設的條件數(shù)約束來保證傳輸鏈路的可靠性。通過仿真分析,本文驗證了該優(yōu)化方案在列車距基站近距離位置運行時可顯著提升系統(tǒng)容量,而在小區(qū)邊緣位置時又能保持傳統(tǒng)傳輸方案的系統(tǒng)性能。高鐵信道本身稀疏的散射體環(huán)境能支持同時多流復用傳輸?shù)挠行Э臻g自由度不超過30%。而傳統(tǒng)的單波束DOA-BF技術在能量提升到系統(tǒng)設置的最大調(diào)制編碼等級后也將無法繼續(xù)提升系統(tǒng)的容量。為進一步挖掘高鐵信道的有限有效空間自由度并提高能量傳輸效率,本文根據(jù)高鐵規(guī)律性移動的特點,利用Massive MIMO系統(tǒng)的大規(guī)模天線陣列提出了采用基于到達角的分組多波束賦形的高鐵自適應波束賦形方案,通過波束空間上的隔離來實現(xiàn)多個波束的并行傳輸。通過仿真,本文驗證了該方案在高鐵LOS場景下相比傳統(tǒng)波束賦形方案能獲得更優(yōu)越的系統(tǒng)容量并能降低系統(tǒng)的能耗。
【關鍵詞】：Massive MIMO 主成分分析法 多流復用 波束賦形
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要6-7
• ABSTRACT7-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-14
• 1.2.1 Massive MIMO傳輸方案研究現(xiàn)狀13
• 1.2.2 Massive MIMO自適應技術研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 論文主要工作和內(nèi)容安排14-16
• 第2章 高鐵場景下的多天線技術16-22
• 2.1 高鐵場景下的空間分集16-18
• 2.2 高鐵場景下的空間復用18-19
• 2.3 高鐵場景下的空間調(diào)制19-21
• 2.4 本章小結21-22
• 第3章 高鐵場景下 MASSIVE MIMO系統(tǒng)速率自適應研究22-32
• 3.1 多天線系統(tǒng)速率自適應技術分析22-24
• 3.1.1 天線選擇22-23
• 3.1.2 空間多流復用23-24
• 3.2 基于主成分分析法的自適應多流復用方案24-31
• 3.2.1 信道聚合24-26
• 3.2.2 基于主成分分析法的天線聚合26-27
• 3.2.3 基于聚合信道的自適應多流傳輸模型27-28
• 3.2.4 性能仿真與結果分析28-31
• 3.3 本章小結31-32
• 第4章 高鐵場景下MASSIVE MIMO系統(tǒng)自適應波束賦形技術研究32-47
• 4.1 傳統(tǒng)自適應波束賦形方案33-36
• 4.1.1 MIMO波束賦形33-34
• 4.1.2 DOA波束賦形34-35
• 4.1.3 高鐵場景下的波束賦形應用分析35-36
• 4.2 高鐵場景下的自適應波束賦形方案36-44
• 4.2.1 單波束賦形系統(tǒng)建模37-40
• 4.2.2 多波束賦形系統(tǒng)建模40-44
• 4.3 性能仿真與結果分析44-46
• 4.4 本章小結46-47
• 結論47-48
• 致謝48-49
• 參考文獻49-54
• 攻讀碩士學位期間完成與發(fā)表的論文、著作及科研成果54-55
• 附錄 (源程序)55

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 王永強;;波束賦形技術原理及其在LTE系統(tǒng)中的應用[J];信息通信;2013年02期

2 黃玉娟;裴炳南;;VBLAST系統(tǒng)的譯碼算法研究[J];通信技術;2011年02期

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本文編號：695065