高速鐵路環(huán)境下的大規(guī)模MIMO波束成形預(yù)編碼研究
發(fā)布時間:2021-02-04 07:46
隨著互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的飛速發(fā)展和多媒體通信設(shè)備的普及,數(shù)據(jù)流量業(yè)務(wù)的需求也在爆炸式地快速增長,面向2020年以后的第五代移動通信系統(tǒng)將要面臨更高和更快的數(shù)據(jù)傳輸速率需求,因此,傳統(tǒng)由幾根天線組成的MIMO技術(shù)已無法滿足數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求,在此基礎(chǔ)上將天線數(shù)量進(jìn)行擴(kuò)展的大規(guī)模MIMO技術(shù)成為研究趨勢,該技術(shù)通過在基站側(cè)配置數(shù)量更多的天線陣列,進(jìn)一步提高了通信質(zhì)量。本論文基于波束域空分多址的概念,在大規(guī)模MIMO場景下,針對波束成形預(yù)編碼的簡化方式以及移動場景下波束集的自適應(yīng)分配方法展開了分析和研究。高速鐵路場景下的預(yù)編碼,可以通過修改靜止場景下的預(yù)編碼方法來實現(xiàn),所以本文首先對靜止場景下大規(guī)模MIMO的預(yù)編碼化簡問題進(jìn)行了研究,基于迫零準(zhǔn)則(ZF)的預(yù)編碼方案和基于最小均方誤差(MMSE)的預(yù)編碼方案是應(yīng)用廣泛的兩種波束成形預(yù)編碼方式。但是,在大規(guī)模MIMO場景下,發(fā)送端和接收端的天線數(shù)量較大,在應(yīng)用ZF和MMSE兩種預(yù)編碼方法時,對矩陣的求逆計算變得尤為復(fù)雜。針對上述問題,本文研究了波束域的降維預(yù)編碼方案來降低預(yù)編碼計算的復(fù)雜度,通過引入波束域信道矩陣的概念,對維度較大的全維信道矩陣進(jìn)行等效分解...
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
移動場景下的大規(guī)模MIMO通信場景在移動場景下,上述信道模型中的參數(shù)和均為隨時間變化[17],
圖 3.2 預(yù)編碼系統(tǒng)圖慮信道編碼,則信號經(jīng)過預(yù)編碼矩陣后發(fā)送信號變?yōu)閄 WS 站與用戶接收端的信道為線性信道時,若信號傳輸經(jīng)過t rN N維的信道 H通過信道H 后的接收信號為R HX 示不考慮噪聲情況下的輸出端信號,在加入噪聲n后,接收端收到的實際Y R n 將信號進(jìn)行線性解調(diào)最終得到原始信號 S 的估計值 S S DY DHWS Dn diag DHW S diang DHW S Dn 信號檢測矩陣
圖 3.5 波束域的降維預(yù)編碼方案與全維預(yù)編碼方案的誤比特率性能比較圖 3.5,可以看出,在低信噪比場景下,降維后的進(jìn)行波束域預(yù)編碼與不降差別不大,而在信噪比較高時,盡管降維方式的誤碼率會略高于不降維時噪比較大時,降維的 ZF 預(yù)編碼其誤碼率均可以達(dá)到510 左右,因此,該方價值 另外可以看出,當(dāng)信噪比較大時,基于最小均方誤差的 MMSE 預(yù)編碼顯,使用 MMSE 的預(yù)編碼方式與使用 ZF 時差別不大,因此,在大信噪比的情復(fù)雜度相對較小的 ZF 方式 ,對降維方案的實施復(fù)雜度進(jìn)行分析 由于目前的預(yù)編碼化簡方案的復(fù)雜總數(shù)的平方階,所以,我們以文獻(xiàn)[52]所提的基于正則對偶方式的預(yù)編碼析 然后,采用本章所提出的波束域降維方式的和文獻(xiàn)[52]所提的正則對維情況下的三種預(yù)編碼方案進(jìn)行復(fù)雜度進(jìn)行比較 其中,正則對偶算法的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于內(nèi)波束干擾消除的大規(guī)模MIMO低復(fù)雜度波束成形[J]. 周應(yīng)超,黃瓊,申濱. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(08)
[2]3D non-stationary wideband circular tunnel channel models for high-speed train wireless communication systems[J]. Yu LIU,Cheng-Xiang WANG,Carlos LOPEZ,Xiaohu GE. Science China(Information Sciences). 2017(08)
[3]基于DoA的高速場景下大規(guī)模MIMO自適應(yīng)波束成形[J]. 廖勇,李瑜鋒,沈軒帆. 通信學(xué)報. 2017(06)
[4]面向5G的大規(guī)模MIMO技術(shù)綜述[J]. 張雷,代紅. 電訊技術(shù). 2017(05)
[5]5G High Mobility Wireless Communications: Challenges and Solutions[J]. Pingzhi Fan,Jing Zhao,Chih-Lin I. 中國通信. 2016(S2)
[6]面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)[J]. 張陽. 通訊世界. 2016(22)
[7]An overview of transmission theory and techniques of large-scale antenna systems for 5G wireless communications[J]. Dongming WANG,Yu ZHANG,Hao WEI,Xiaohu YOU,Xiqi GAO,Jiangzhou WANG. Science China(Information Sciences). 2016(08)
[8]面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)[J]. 王東明,張余,魏浩,尤肖虎,高西奇,王江舟. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2016(01)
[9]5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,鄔賀銓. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(05)
[10]高速鐵路車地寬帶無線通信方案比較研究[J]. 李棟. 鐵道工程學(xué)報. 2012(03)
碩士論文
[1]大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路檢測方法研究[D]. 曹磊.東南大學(xué) 2016
[2]Massive MIMO預(yù)編碼技術(shù)研究與性能評估[D]. 張偉.北京交通大學(xué) 2016
本文編號:3017983
【文章來源】:南京郵電大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:66 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【圖文】:
移動場景下的大規(guī)模MIMO通信場景在移動場景下,上述信道模型中的參數(shù)和均為隨時間變化[17],
圖 3.2 預(yù)編碼系統(tǒng)圖慮信道編碼,則信號經(jīng)過預(yù)編碼矩陣后發(fā)送信號變?yōu)閄 WS 站與用戶接收端的信道為線性信道時,若信號傳輸經(jīng)過t rN N維的信道 H通過信道H 后的接收信號為R HX 示不考慮噪聲情況下的輸出端信號,在加入噪聲n后,接收端收到的實際Y R n 將信號進(jìn)行線性解調(diào)最終得到原始信號 S 的估計值 S S DY DHWS Dn diag DHW S diang DHW S Dn 信號檢測矩陣
圖 3.5 波束域的降維預(yù)編碼方案與全維預(yù)編碼方案的誤比特率性能比較圖 3.5,可以看出,在低信噪比場景下,降維后的進(jìn)行波束域預(yù)編碼與不降差別不大,而在信噪比較高時,盡管降維方式的誤碼率會略高于不降維時噪比較大時,降維的 ZF 預(yù)編碼其誤碼率均可以達(dá)到510 左右,因此,該方價值 另外可以看出,當(dāng)信噪比較大時,基于最小均方誤差的 MMSE 預(yù)編碼顯,使用 MMSE 的預(yù)編碼方式與使用 ZF 時差別不大,因此,在大信噪比的情復(fù)雜度相對較小的 ZF 方式 ,對降維方案的實施復(fù)雜度進(jìn)行分析 由于目前的預(yù)編碼化簡方案的復(fù)雜總數(shù)的平方階,所以,我們以文獻(xiàn)[52]所提的基于正則對偶方式的預(yù)編碼析 然后,采用本章所提出的波束域降維方式的和文獻(xiàn)[52]所提的正則對維情況下的三種預(yù)編碼方案進(jìn)行復(fù)雜度進(jìn)行比較 其中,正則對偶算法的
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]基于內(nèi)波束干擾消除的大規(guī)模MIMO低復(fù)雜度波束成形[J]. 周應(yīng)超,黃瓊,申濱. 電子技術(shù)應(yīng)用. 2017(08)
[2]3D non-stationary wideband circular tunnel channel models for high-speed train wireless communication systems[J]. Yu LIU,Cheng-Xiang WANG,Carlos LOPEZ,Xiaohu GE. Science China(Information Sciences). 2017(08)
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[4]面向5G的大規(guī)模MIMO技術(shù)綜述[J]. 張雷,代紅. 電訊技術(shù). 2017(05)
[5]5G High Mobility Wireless Communications: Challenges and Solutions[J]. Pingzhi Fan,Jing Zhao,Chih-Lin I. 中國通信. 2016(S2)
[6]面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)[J]. 張陽. 通訊世界. 2016(22)
[7]An overview of transmission theory and techniques of large-scale antenna systems for 5G wireless communications[J]. Dongming WANG,Yu ZHANG,Hao WEI,Xiaohu YOU,Xiqi GAO,Jiangzhou WANG. Science China(Information Sciences). 2016(08)
[8]面向5G的大規(guī)模天線無線傳輸理論與技術(shù)[J]. 王東明,張余,魏浩,尤肖虎,高西奇,王江舟. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2016(01)
[9]5G移動通信發(fā)展趨勢與若干關(guān)鍵技術(shù)[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,鄔賀銓. 中國科學(xué):信息科學(xué). 2014(05)
[10]高速鐵路車地寬帶無線通信方案比較研究[J]. 李棟. 鐵道工程學(xué)報. 2012(03)
碩士論文
[1]大規(guī)模MIMO BDMA下行鏈路檢測方法研究[D]. 曹磊.東南大學(xué) 2016
[2]Massive MIMO預(yù)編碼技術(shù)研究與性能評估[D]. 張偉.北京交通大學(xué) 2016
本文編號:3017983
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3017983.html
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