毫米波通信系統(tǒng)作為5G時代可能采用的技術(shù)之一,可以提供豐富的空白頻譜資源,并且具有系統(tǒng)容量大、傳輸速率高、頻譜資源豐富等諸多優(yōu)點。在毫米波系統(tǒng)中,由于其波長短的原因,路徑損耗非常嚴(yán)重。雖然可以利用密集地部署大規(guī)模天線陣列進(jìn)行波束賦形的方法來克服路徑損耗的問題,但是傳統(tǒng)的在基帶對信號進(jìn)行處理的方法需要為每根天線配置一個射頻鏈路,在毫米波通信系統(tǒng)中,大規(guī)模的天線陣列意味著較大的硬件成本和額外功率開銷。同時在基帶和射頻域?qū)Πl(fā)送信號進(jìn)行處理的混合預(yù)編碼方法能夠有效減少射頻鏈路的數(shù)量。因此,在毫米波通信系統(tǒng)中,混合預(yù)編碼算法設(shè)計問題具有重要的理論和應(yīng)用價值。本文立足于新的應(yīng)用場景,對毫米波通信系統(tǒng)中的混合預(yù)編碼算法進(jìn)行研究和設(shè)計。首先,針對在毫米波通信系統(tǒng)中傳播多個數(shù)據(jù)流時,各個數(shù)據(jù)流之間存在干擾的問題,設(shè)計了基于QR分解的迫零混合預(yù)編碼算法,該算法利用了毫米波信道的空間稀疏特性來對信號進(jìn)行處理,使用QR分解工具對傳統(tǒng)ZF預(yù)編碼進(jìn)行重構(gòu)來設(shè)計混合預(yù)編碼,仿真結(jié)果表明該算法能有效消除數(shù)據(jù)流之間的干擾問題,與現(xiàn)有混合預(yù)編碼方案相比能夠獲得更好的頻譜效率性能。其次,針對在多用戶的毫米波MIMO系統(tǒng)中的用戶間干擾問題,設(shè)計了基于塊對角化的空間稀疏預(yù)編碼算法,該算法利用毫米波信道的有限散射特性將混合預(yù)編碼設(shè)計問題轉(zhuǎn)換為一個加權(quán)稀疏信號重構(gòu)問題,仿真結(jié)果表明該算法能夠有效消除各個用戶之間的干擾問題,并獲得接近全數(shù)字BD預(yù)編碼方法的單位帶寬和速率性能。最后,當(dāng)多用戶系統(tǒng)中的用戶數(shù)目過多時,會導(dǎo)致預(yù)編碼矩陣不滿秩的問題。本文針對這個問題,設(shè)計了基于用戶選擇的空間稀疏預(yù)編碼算法,該算法以系統(tǒng)容量性能最優(yōu)為目標(biāo),利用貪婪思想選擇出進(jìn)行通信的用戶子集并設(shè)計其混合預(yù)編碼,仿真結(jié)果表明該算法降低了算法復(fù)雜度且能夠獲得較好的系統(tǒng)和速率性能。
【學(xué)位單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN929.5
【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 多輸入多輸出MIMO
    1.3 毫米波通信系統(tǒng)
        1.3.1 路徑損耗
        1.3.2 有限散射特性
    1.4 研究現(xiàn)狀
    1.5 本文主要內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 相關(guān)背景知識介紹
    2.1 MIMO系統(tǒng)信道容量
        2.1.1 單用戶MIMO系統(tǒng)及其信道容量
        2.1.2 多用戶MIMO系統(tǒng)及其信道容量
    2.2 預(yù)編碼技術(shù)
        2.2.1 MMSE預(yù)編碼
        2.2.2 SVD預(yù)編碼
        2.2.3 BD預(yù)編碼
    2.3 正交匹配追蹤OMP
        2.3.1 匹配追蹤（MP）算法
        2.3.2 正交匹配追蹤（OMP）算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 基于QR分解的迫零混合預(yù)編碼
    3.1 系統(tǒng)模型
    3.2 基于QR分解的迫零混合預(yù)編碼方案
        3.2.1 算法設(shè)計思想
        3.2.2 預(yù)編碼算法設(shè)計
    3.3 仿真與分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于塊對角化的多用戶混合預(yù)編碼
    4.1 系統(tǒng)模型
    4.2 基于塊對角化的空間稀疏預(yù)編碼
        4.2.1 算法設(shè)計思想
        4.2.2 預(yù)編碼算法設(shè)計
    4.3 仿真與分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于用戶選擇的空間稀疏預(yù)編碼
    5.1 系統(tǒng)模型
    5.2 基于用戶選擇的空間稀疏預(yù)編碼
        5.2.1 算法設(shè)計思想
        5.2.2 預(yù)編碼算法設(shè)計
    5.3 仿真與分析
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 顧浙騏;張忠培;;基于協(xié)作多點下行傳輸?shù)姆蔷�性魯棒預(yù)編碼[J];電子學(xué)報;2016年12期

2 李萬臣;郝欣宇;;基于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的Massive MIMO RZF預(yù)編碼[J];數(shù)字通信世界;2017年04期

3 許宏艷;;新時期電子通訊的預(yù)編碼技術(shù)探微[J];中國高新區(qū);2017年10期

4 丁怡寧;;5G系統(tǒng)中預(yù)編碼技術(shù)的發(fā)展研究[J];通訊世界;2017年21期

5 董志明;;未來5G通信系統(tǒng)中低復(fù)雜度預(yù)編碼算法研究[J];廣東通信技術(shù);2016年01期

6 穆星彤;;電子通訊的預(yù)編碼技術(shù)探討[J];信息化建設(shè);2016年03期

7 何道剛;;通訊預(yù)編碼技術(shù)在現(xiàn)代通信中的運(yùn)用[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2014年12期

8 楊杰;;電子通訊的預(yù)編碼技術(shù)[J];山海經(jīng);2015年10期

9 劉遠(yuǎn)飛;;電子通訊的預(yù)編碼技術(shù)探析[J];電子世界;2014年08期

10 陳敏;王萍;;淺談5G通信中的預(yù)編碼技術(shù)[J];科技創(chuàng)新與應(yīng)用;2017年27期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 翟雄飛;5G毫米波大規(guī)模天線系統(tǒng)預(yù)編碼優(yōu)化算法研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 邵林;Massive MIMO系統(tǒng)下行預(yù)編碼方案與性能研究[D];北京郵電大學(xué);2018年

3 李毅;蜂窩無線通信系統(tǒng)干擾抑制及多天線預(yù)編碼技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2018年

4 施風(fēng);移動通信中MIMO系統(tǒng)的線性預(yù)編碼技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2005年

5 奚家熹;無線通信中的預(yù)編碼技術(shù)[D];復(fù)旦大學(xué);2007年

6 劉毅;MIMO信道預(yù)編碼技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2007年

7 張蕾;非線性預(yù)編碼技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2016年

8 許崇斌;基于迭代檢測的線性預(yù)編碼技術(shù)研究[D];清華大學(xué);2011年

9 李新民;大規(guī)模天線系統(tǒng)容量分析和預(yù)編碼技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2017年

10 劉恒;蜂窩無線通信系統(tǒng)中的干擾抑制預(yù)均衡與協(xié)作空時預(yù)編碼[D];西南交通大學(xué);2013年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 仰秉旭;毫米波系統(tǒng)的信道估計和混合預(yù)編碼技術(shù)的研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

2 帥楊;3D MIMO系統(tǒng)干擾抑制技術(shù)的研究與實現(xiàn)[D];南京郵電大學(xué);2018年

3 朱益勝;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中減小干擾技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

4 方竹;非理想信道條件下MIMO中繼系統(tǒng)預(yù)編碼算法研究[D];南京航空航天大學(xué);2017年

5 凌必祥;流形上的干擾對齊預(yù)編碼技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

6 章芳媛;基于大規(guī)模天線陣的物理層安全相關(guān)技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

7 顧思辰;毫米波通信系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

8 劉繼超;3D大規(guī)模MIMO系統(tǒng)建模及預(yù)編碼算法研究[D];南京郵電大學(xué);2018年

9 謝汶奇;3D-MIMO技術(shù)在高話務(wù)場景解決多用戶通信的研究[D];東北石油大學(xué);2018年

10 張艷杰;LTE系統(tǒng)下行鏈路中MIMO預(yù)編碼研究[D];吉林大學(xué);2018年

本文編號：2870413