本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)多用戶(hù)傳輸方案設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)是當(dāng)前最前沿的無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信技術(shù)之一。該技術(shù)通過(guò)在基站端配備數(shù)以百計(jì)的天線(xiàn)并同時(shí)為更多的用戶(hù)提供服務(wù),從而使無(wú)線(xiàn)移動(dòng)通信系統(tǒng)達(dá)到極大的系統(tǒng)容量及高效的頻譜利用率。然而,在帶來(lái)以上系統(tǒng)性能提升的同時(shí),大規(guī)模MIMO技術(shù)的實(shí)現(xiàn)也面臨著諸多挑戰(zhàn),因?yàn)榇罅坑脩?hù)的數(shù)據(jù)流傳輸發(fā)生在相同的時(shí)間和頻譜資源塊內(nèi),所以采用該技術(shù)的大規(guī)模MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)(下面簡(jiǎn)稱(chēng)大規(guī)模MIMO系統(tǒng))是一個(gè)存在嚴(yán)重干擾的系統(tǒng),必須結(jié)合有效的干擾抑制或消除技術(shù)才能發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。因?yàn)榇笠?guī)模MIMO系統(tǒng)中用戶(hù)終端數(shù)量較多且是分散分布的,所以想要讓用戶(hù)間互相獲取信道信息并在用戶(hù)終端協(xié)作消除干擾是很難實(shí)現(xiàn)的。另外,相比基站,用戶(hù)終端的信號(hào)處理能力是有限的,所以傳統(tǒng)的用戶(hù)端接收檢測(cè)技術(shù)消除干擾對(duì)于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)而言是不夠的。因此大規(guī)模MIMO系統(tǒng)一般通過(guò)在基站端對(duì)發(fā)送數(shù)據(jù)進(jìn)行處理進(jìn)而消除干擾或者聯(lián)合基站端和用戶(hù)終端進(jìn)行干擾消除。以此為背景,本文主要研究了多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的兩種干擾消除技術(shù),即預(yù)編碼技術(shù)和干擾對(duì)齊技術(shù),并根據(jù)這兩種技術(shù)分別設(shè)計(jì)了針對(duì)FDD模式多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和TDD模式多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的兩種傳輸方案。本文首先介紹了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的一些基本內(nèi)容,包括：大規(guī)模MIMO技術(shù)的研究現(xiàn)狀、大規(guī)模MIMO系統(tǒng)與傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)的區(qū)別及大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的下行傳輸模型。接著,本文研究了基站已知信道信息時(shí)的多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼技術(shù),對(duì)基于迫零(Zero Forcing)、塊對(duì)角化(Block Diagonalization, BD)、最小均方誤差(Minimum Mean Square Error, MMSE)以及信號(hào)泄露噪聲比(Signal to Leakage-Noise Ratio, SLNR)這四種線(xiàn)性預(yù)編碼進(jìn)行了詳細(xì)的原理推導(dǎo),并利用MATLAB對(duì)采用這四種技術(shù)的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和速率性能及誤碼率性能進(jìn)行了性能對(duì)比和分析。除此之外,本文也對(duì)臟紙編碼(Dirty Paper Coding, DPC)、模代數(shù)預(yù)編碼(Tomlinson-Harashima Precoding,THP)和向量擾動(dòng)預(yù)編碼(Vector Perturbation, VP)這三種典型的非線(xiàn)性預(yù)編碼技術(shù)作了介紹。上述基站已知信道信息的預(yù)編碼技術(shù)主要適用于TDD(Time Division Duplexing)模式,因?yàn)樵赥DD模式下,利用上下行信道的互易性,基站可以方便地獲得下行信道信息。而在FDD (Frequency Division Duplexing)模式下,上下行信道互易性不成立,基站需要通過(guò)專(zhuān)門(mén)的反饋鏈路獲取信道信息。為了減小反饋量并且實(shí)現(xiàn)可靠傳輸,本文結(jié)合聯(lián)合空分復(fù)用(JSDM)傳輸方案和一種固定復(fù)雜度的QRDM-VP預(yù)編碼算法,提出了一種針對(duì)FDD模式下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的傳輸方案。最后,利用干擾對(duì)齊(IA)技術(shù),本文提出了一種針對(duì)TDD模式下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的收發(fā)端聯(lián)合傳輸方案。通過(guò)MATLAB仿真結(jié)果可以看出,該傳輸方案能夠消除TDD模式下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)干擾,使系統(tǒng)的頻譜效率和能量效率性能得到提升。本文提出的兩種分別針FDD模式和TDD模式下大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的多用戶(hù)傳輸方案,相比傳統(tǒng)的大規(guī)模MIMO傳輸方案,能夠有效地提高大規(guī)模MIMO系統(tǒng)頻譜效率或能量效率。鑒于下一代蜂窩移動(dòng)通信技術(shù)高數(shù)據(jù)傳輸率、低能量消耗的發(fā)展要求,本文的研究成果具有重要意義。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 多用戶(hù)預(yù)編碼 聯(lián)合空分復(fù)用 QRDM-VP預(yù)編碼 干擾對(duì)齊
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-18
• 1.1 課題背景與意義10-13
• 1.2 MIMO通信技術(shù)的發(fā)展過(guò)程13-14
• 1.3 研究?jī)?nèi)容與設(shè)計(jì)指標(biāo)14-16
• 1.3.1 研究?jī)?nèi)容14-15
• 1.3.2 設(shè)計(jì)指標(biāo)15-16
• 1.4 本文的工作及章節(jié)安排16-18
• 第二章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)18-28
• 2.1 單用戶(hù)MIMO系統(tǒng)18-20
• 2.2 多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)20-22
• 2.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)22-27
• 2.3.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)研究現(xiàn)狀22-23
• 2.3.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的重要特征23-25
• 2.3.3 大規(guī)模MIMO下行傳輸模型25-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 第三章 多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼28-40
• 3.1 多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)線(xiàn)性預(yù)編碼28-32
• 3.1.1 迫零(ZF)預(yù)編碼28
• 3.1.2 塊對(duì)角化(BD)預(yù)編碼28-30
• 3.1.3 最小均方誤差(MMSE)預(yù)編碼30
• 3.1.4 信號(hào)泄露噪聲比(SLNR)預(yù)編碼30-32
• 3.1.5 其他類(lèi)型的線(xiàn)性預(yù)編碼32
• 3.2 多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)線(xiàn)性預(yù)編碼性能總結(jié)32-34
• 3.3 多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)非線(xiàn)性預(yù)編碼34-38
• 3.3.1 臟紙編碼(DPC)預(yù)編碼34-35
• 3.3.2 模代數(shù)(THP)預(yù)編碼35-36
• 3.3.3 向量擾動(dòng)(VP)預(yù)編碼36-38
• 3.4 本章小結(jié)38-40
• 第四章 FDD模式下多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)傳輸方案40-56
• 4.1 引言40-41
• 4.2 聯(lián)合空分復(fù)用(JSDM)傳輸方案41-43
• 4.3 QRDM-VP預(yù)編碼方案43-47
• 4.4 FDD模式下多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)性能分析47-54
• 4.4.1 單環(huán)模型47-48
• 4.4.2 仿真參數(shù)48
• 4.4.3 仿真結(jié)果及分析48-54
• 4.5 本章小結(jié)54-56
• 第五章 TDD模式下多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)傳輸方案56-80
• 5.1 干擾對(duì)齊技術(shù)(IA)綜述56-58
• 5.2 多小區(qū)多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)模型58-60
• 5.3 基于干擾對(duì)齊的多小區(qū)多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)分層傳輸方案60-65
• 5.3.1 傳輸方案概述60-61
• 5.3.2 傳輸方案具體流程61-64
• 5.3.3 傳輸方案總結(jié)及性能分析64-65
• 5.4 基于用戶(hù)分組干擾對(duì)齊的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)傳輸方案65-78
• 5.4.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)支持的用戶(hù)數(shù)目65-67
• 5.4.2 多小區(qū)多用戶(hù)MIMO系統(tǒng)的分組干擾對(duì)齊傳輸方案67-68
• 5.4.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的能效優(yōu)化問(wèn)題68-73
• 5.4.4 仿真結(jié)果分析73-78
• 5.5 本章小結(jié)78-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 論文工作總結(jié)80
• 6.2 未來(lái)工作展望80-82
• 參考文獻(xiàn)82-86
• 致謝86-88
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及參加的科研項(xiàng)目88

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

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  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO無(wú)線(xiàn)通信系統(tǒng)多用戶(hù)傳輸方案設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：255581