本文關鍵詞：5G移動通信系統中3D MIMO的波束形成，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：移動通信即將進入到第五代(5G),在5G時代,天線大規(guī)模3D MIMO成為其中的一個技術亮點。大規(guī)模3D MIMO由于增加了垂直維度空間分量并且采用大規(guī)模天線陣列,使得分辨率得到了極大的提高,但同時也增加了其波束形成的難度,因此大規(guī)模3D MIMO的波束形成成為了一個技術焦點。本文以5G中3D MIMO為背景,通過狼群算法對波束形成進行了分析與研究。狼群算法(WPA)是一種適用于多目標優(yōu)化的算法,應用WPA算法可以有效的對權值進行優(yōu)化。根據對權值優(yōu)化的推導過程,我們對WPA算法進行了改進,提出了一種改進型的WPA算法,即：采用佳點集均勻初始化方法,提高WPA算法收斂速度；采用自適應變步長,提高群體機動性；通過將過度集中的個體進行分散化來提高種群搜索多樣性,避免陷入局部最優(yōu)。波束形成過程中難免存在導向矢量誤差,利用WPA算法,對導向失配因子進行修正,最大程度的降低導向失配；加入導向失配修正的波束形成,結合旁瓣約束,有效的抑制了旁瓣干擾。進一步利用WPA算法對波束形成權值與天線陣元間距進行聯合優(yōu)化。在基站端陣元通過開關控制陣元接入與斷開,實現陣元間距的調整。以WPA算法實現的聯合優(yōu)化,在角度域信號導向矢量波束形成時可以實現低旁瓣干擾與高精度波束指向；在信道域預編碼波束形成時,可以加強權值與天線陣列匹配,降低不同用戶間信道相關性,從而降低同信道干擾。最后對算法進行了計算機仿真實驗,結果表明,該算法不僅可以進行導向失配修正,而且可以很好的對權值、天線進行聯合優(yōu)化,降低旁瓣干擾與共道干擾,改進了波束形成的效果。
【關鍵詞】：移動通信 3D MIMO WPA算法 波束形成
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 背景意義10-14
• 1.1.1 課題目的10
• 1.1.2 課題背景10-14
• 1.1.3 課題意義14
• 1.2 國內外研究現狀14-17
• 1.3 論文結構及章節(jié)安排17-20
• 第2章 大規(guī)模3D MIMO系統模型構建20-32
• 2.1 移動通信技術的演進20-21
• 2.2 大規(guī)模3D MIMO通信系統信道模型21-30
• 2.2.1 系統概述21-23
• 2.2.2 系統信道模型23-28
• 2.2.3 系統信道容量分析28-30
• 2.3 信號模型30-31
• 2.4 本章小結31-32
• 第3章 基于WPA算法3D MIMO波束形成32-52
• 3.1 傳統波束形成算法32-37
• 3.1.1 角度域傳統波束形成算法33-34
• 3.1.2 信道域傳統預編碼波束形成34-37
• 3.2 WPA算法及其改進37-43
• 3.2.1 WPA算法的提出37-40
• 3.2.2 WPA算法的改進40-42
• 3.2.3 改進WPA算法仿真分析42-43
• 3.3 基于WPA算法導向失配修正和旁瓣約束43-46
• 3.3.1 基于WPA算法導向失配修正43-45
• 3.3.2 基于WPA算法導向失配修正和旁瓣約束聯合優(yōu)化45-46
• 3.4 基于WPA算法天線陣列、波束形成權值聯合優(yōu)化46-49
• 3.4.1 天線、權值聯合優(yōu)化算法方案設計46
• 3.4.2 基于WPA算法天線、權值聯合優(yōu)化過程46-49
• 3.5 基于WPA算法天線陣列、權值聯合優(yōu)化預編碼波束形成49-51
• 3.5.1 天線、權值聯合優(yōu)化預編碼算法設計49-50
• 3.5.2 天線、權值聯合優(yōu)化預編碼算法實現過程50-51
• 3.6 本章小結51-52
• 第4章 仿真分析52-70
• 4.1 基于WPA算法導向失配修正和旁瓣約束仿真52-56
• 4.1.1 基于WPA算法導向失配修正仿真52-54
• 4.1.2 基于WPA算法導向失配修正聯合旁瓣約束仿真54-56
• 4.2 基于WPA算法天線、權值聯合優(yōu)化仿真56-66
• 4.2.1 基于WPA算法天線、權值聯合優(yōu)化56-59
• 4.2.2 基于WPA算法旁瓣約束天線、權值聯合優(yōu)化59-66
• 4.3 基于WPA算法天線、權值聯合優(yōu)化預編碼波束形成仿真66-67
• 4.4 本章小結67-70
• 結論70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

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