發(fā)布時(shí)間：2017-10-07 13:15

  本文關(guān)鍵詞：基于天線選擇技術(shù)的Massive MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化問題研究

  更多相關(guān)文章： 單用戶Massive MIMO系統(tǒng) 多用戶Massive MIMO系統(tǒng) 能效優(yōu)化 天線選擇技術(shù) 線性預(yù)編碼

【摘要】：Massive MIMO系統(tǒng)通過在基站端配置超大規(guī)模天線陣列,能夠在充分利用空間自由度的同時(shí)為更多的用戶提供無線通信服務(wù),有望在不增加額外系統(tǒng)發(fā)送功率及帶寬的情況下,顯著提高系統(tǒng)的譜效和能效,是未來5G最具競(jìng)爭(zhēng)力的主流備選方案之一。當(dāng)使用所有天線進(jìn)行無線數(shù)據(jù)傳輸時(shí),Massive MIMO系統(tǒng)的基站需要安裝與基站天線數(shù)目相同的射頻鏈路,導(dǎo)致系統(tǒng)的射頻鏈路硬件成本和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度大大增加。天線選擇技術(shù)通過選擇合適的天線子集進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,能夠在獲得較高譜效和能效的同時(shí)降低系統(tǒng)成本及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度,從而滿足綠色寬帶移動(dòng)通信的要求。因此,Massive MIMO系統(tǒng)中天線選擇技術(shù)的應(yīng)用成為目前的研究熱點(diǎn)。本文基于天線選擇技術(shù),針對(duì)Massive MIMO系統(tǒng)中的能效優(yōu)化問題作了進(jìn)一步的研究與分析。論文的主要內(nèi)容安排如下：1、研究了基于發(fā)送天線選擇技術(shù)的不同Massive MIMO系統(tǒng)模型下系統(tǒng)能效優(yōu)化問題,并通過數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)證明了最大化系統(tǒng)能效的最優(yōu)天線選擇數(shù)目的存在性及唯一性。2、針對(duì)基于天線選擇技術(shù)的單用戶Massive MIMO系統(tǒng)的能效優(yōu)化問題,提出了一種低復(fù)雜度的基于二分法的快速天線選擇算法,在提高系統(tǒng)容量的同時(shí)兼顧自身功率消耗。理論分析證明了最大化系統(tǒng)能效的最優(yōu)天線選擇數(shù)目的存在性。仿真結(jié)果表明,本文所提天線選擇算法通過優(yōu)化激活部分基站天線能夠顯著提高單用戶Massive MIMO下行鏈路系統(tǒng)能效性能。3、研究了多用戶Massive MIMO下行鏈路系統(tǒng)中基于發(fā)送天線選擇技術(shù)的能效優(yōu)化問題,并針對(duì)該系統(tǒng)中的能效優(yōu)化機(jī)制進(jìn)行分析討論。采用多用戶線性預(yù)編碼方案降低用戶間干擾,構(gòu)建了新的系統(tǒng)能效優(yōu)化模型,分析了系統(tǒng)總功耗及能效性能受基站天線數(shù)目與用戶數(shù)目的影響,并通過理論推導(dǎo)證明了多用戶場(chǎng)景下最大化系統(tǒng)能效的最優(yōu)天線選擇數(shù)目解的存在性和唯一性,并給出了其近似閉式解。仿真結(jié)果驗(yàn)證了天線選擇技術(shù)在提高M(jìn)assive MIMO系統(tǒng)能效方面的有效性。
【關(guān)鍵詞】：單用戶Massive MIMO系統(tǒng) 多用戶Massive MIMO系統(tǒng) 能效優(yōu)化 天線選擇技術(shù) 線性預(yù)編碼
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(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
• Abstract5-10
• 1 緒論10-19
• 1.1 Massive MIMO的研究背景及意義10-11
• 1.2 Massive MIMO系統(tǒng)概述11-16
• 1.2.1 Massive MIMO的定義及技術(shù)特征11-12
• 1.2.2 Massive MMO的關(guān)鍵技術(shù)12-14
• 1.2.3 Massive MIMO的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 Massive MIMO系統(tǒng)能效問題研究現(xiàn)狀16-18
• 1.4 本文主要工作與章節(jié)安排18-19
• 2 天線選擇技術(shù)及其在Massive MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化問題中的應(yīng)用19-31
• 2.1 天線選擇技術(shù)概述19-22
• 2.1.1 天線選擇的基本概念19-20
• 2.1.2 天線選擇技術(shù)分類20-22
• 2.2 經(jīng)典天線選擇算法介紹22-27
• 2.2.1 最優(yōu)天線選擇算法22-23
• 2.2.2 遞減天線選擇算法23-24
• 2.2.3 遞增天線選擇算法24-25
• 2.2.4 基于最大范數(shù)的天線選擇算法25
• 2.2.5 隨機(jī)天線選擇算法25
• 2.2.6 經(jīng)典天線選擇算法容量性能比較25-27
• 2.3 天線選擇的系統(tǒng)模型27-29
• 2.3.1 單用戶MIMO系統(tǒng)中的天線選擇系統(tǒng)模型27-28
• 2.3.2 多用戶MIMO系統(tǒng)中的天線選擇系統(tǒng)模型28-29
• 2.4 天線選擇技術(shù)在Massive MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化問題中的應(yīng)用29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 3 單用戶Massive MIMO下行鏈路能效優(yōu)化問題研究31-45
• 3.1 引言31
• 3.2 系統(tǒng)模型31-32
• 3.3 基于二分法的Massive MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化算法32-37
• 3.3.1 功耗模型32-33
• 3.3.2 能效問題定義33-34
• 3.3.3 接收端為單天線時(shí)的能效問題分析34-35
• 3.3.4 接收端為多天線時(shí)的能效問題分析35-36
• 3.3.5 本文提議的發(fā)送天線選擇算法36-37
• 3.4 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與分析37-44
• 3.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置38-39
• 3.4.2 仿真結(jié)果及分析39-44
• 3.5 本章小結(jié)44-45
• 4 多用戶Massive MIMO下行鏈路能效優(yōu)化問題研究45-59
• 4.1 引言45
• 4.2 系統(tǒng)模型45-47
• 4.3 多用戶預(yù)編碼方案47-48
• 4.4 基于系統(tǒng)能效最大化的天線選擇算法48-53
• 4.4.1 能效優(yōu)化問題描述48-49
• 4.4.2 能效優(yōu)化問題求解49-51
• 4.4.3 系統(tǒng)能效性能分析51-53
• 4.5 計(jì)算機(jī)仿真結(jié)果與分析53-58
• 4.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置53
• 4.5.2 仿真結(jié)果及分析53-58
• 4.6 本章小結(jié)58-59
• 5 論文總結(jié)與展望59-61
• 5.1 本文的主要工作和貢獻(xiàn)59-60
• 5.2 進(jìn)一步的研究展望60-61
• 參考文獻(xiàn)61-65
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果65-66
• 致謝66

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 葛利嘉,路鳴;蜂窩通信的空分多址:概念、算法和性能[J];通信學(xué)報(bào);1999年08期

，

本文編號(hào)：988050