大規(guī)模天線陣列波束賦形關(guān)鍵技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-04-01 17:06
大規(guī)模天線陣列(massive multiple input multiple output,massive MIMO)波束賦形技術(shù)是第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5th generation,5G)物理層的關(guān)鍵技術(shù),也是未來無線通信系統(tǒng)的支撐性技術(shù)。作為大幅度提升無線通信系統(tǒng)物理層性能的重要手段,massive MIMO波束賦形技術(shù)的研究既是信息與通信工程學(xué)科學(xué)術(shù)研究的重要方向,也是無線通信產(chǎn)業(yè)重點(diǎn)關(guān)注的研究方向。隨著5G標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)以及無線通信理論的快速發(fā)展,massive MIMO波束賦形技術(shù)己成為研究熱點(diǎn),具有較高的研究?jī)r(jià)值。本文圍繞massive MIMO波束賦形技術(shù)開展研究。首先考察信號(hào)模型與信道建模,考慮到massive MIMO物理層無線信道的特殊性,由于傳統(tǒng)無線通信研究所使用的信道模型難以精確刻畫massive MIMO無線信道,因而需要基于新型信道模型研究波束賦形技術(shù)。另外,無線多播(wireless multicast)波束賦形技術(shù)相比傳統(tǒng)波束賦形技術(shù)可以成倍提升頻譜效率和能源效率,但針對(duì)該技術(shù)在5G場(chǎng)景下的研究尚未深入。針對(duì)這些問題,首先采用massive MIM...
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1?Massive?MIMO復(fù)合型波束賦形系統(tǒng)模型??典型的5G網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)由宏基站和若干低功率節(jié)點(diǎn)(low?power?node,?LPN)??
為了驗(yàn)證本章所提出的linear?precoding與multicast組成的復(fù)合型波統(tǒng)的性能,使用MATLAB搭建了鏈路級(jí)仿真平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,所數(shù)如表2-1所示。???表2-1?Massive?MIMO波束賦形仿真平臺(tái)參數(shù)表???變量?數(shù)值?變量?數(shù)值???N,?64?K?32??QAM階數(shù)?4-QAM?發(fā)送幀數(shù)?10000??天線間距J?天線間距d??0.3波長(zhǎng)?0.3波長(zhǎng)??(線形天線陣)?(矩形天線陣)???Za?5〇12?Zl?50?Q???Zm?10^2?SNR?范圍?-10dB-25dB??載波頻率?2.2GHz??10??用戶距離?50m?入射角分布?均勻分布??線型天線陣?矩形天線陣??4〇r——.7?——r——,?3〇n--,————-——-——,??
波束賦形方案。設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)時(shí)側(cè)重于驗(yàn)證信道模型并給出波束賦形方案的對(duì)比??分析。對(duì)于multicast用戶,其性能參數(shù)按各組平均值計(jì)算。所得到的頻譜效率??仿真結(jié)果如圖2-2所示。圖例標(biāo)注的“互阻抗”字樣表示該曲線采用了互阻抗信??道模型,未標(biāo)注該字樣則使用了瑞利衰落模型。頻譜效率的計(jì)算按照當(dāng)前波束賦??形方案達(dá)到的數(shù)據(jù)吞吐量除以占用的空口帶寬計(jì)算得出。結(jié)果表明,隨著信噪比??的提升,各波束賦形方案、各形態(tài)天線陣列、各信道模型所達(dá)到的頻譜效率均不??斷提升,而采用了互阻抗信道模型后,各波束賦形方案、各形態(tài)天線陣列的性能??均有微小的下降,這是由于互阻抗信道模型在相鄰天線引入相關(guān)性,降低了空間??子信道的獨(dú)立性,因而比瑞利衰落信道對(duì)信號(hào)的衰減作用更大;但由方向矩陣的??表達(dá)式可知,在天線數(shù)量較大、矩陣尺寸較大時(shí),二者差別不明顯,因此其性能??下降幅度不明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MDP-Based Network Selection with Reward Optimization in HetNets[J]. CHEN Xin,LI Zhuo,WANG Kai,XING Lei. Chinese Journal of Electronics. 2018(01)
本文編號(hào):3113680
【文章來源】:北京郵電大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:111 頁
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2-1?Massive?MIMO復(fù)合型波束賦形系統(tǒng)模型??典型的5G網(wǎng)絡(luò)接入網(wǎng)由宏基站和若干低功率節(jié)點(diǎn)(low?power?node,?LPN)??
為了驗(yàn)證本章所提出的linear?precoding與multicast組成的復(fù)合型波統(tǒng)的性能,使用MATLAB搭建了鏈路級(jí)仿真平臺(tái)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證,所數(shù)如表2-1所示。???表2-1?Massive?MIMO波束賦形仿真平臺(tái)參數(shù)表???變量?數(shù)值?變量?數(shù)值???N,?64?K?32??QAM階數(shù)?4-QAM?發(fā)送幀數(shù)?10000??天線間距J?天線間距d??0.3波長(zhǎng)?0.3波長(zhǎng)??(線形天線陣)?(矩形天線陣)???Za?5〇12?Zl?50?Q???Zm?10^2?SNR?范圍?-10dB-25dB??載波頻率?2.2GHz??10??用戶距離?50m?入射角分布?均勻分布??線型天線陣?矩形天線陣??4〇r——.7?——r——,?3〇n--,————-——-——,??
波束賦形方案。設(shè)計(jì)仿真平臺(tái)時(shí)側(cè)重于驗(yàn)證信道模型并給出波束賦形方案的對(duì)比??分析。對(duì)于multicast用戶,其性能參數(shù)按各組平均值計(jì)算。所得到的頻譜效率??仿真結(jié)果如圖2-2所示。圖例標(biāo)注的“互阻抗”字樣表示該曲線采用了互阻抗信??道模型,未標(biāo)注該字樣則使用了瑞利衰落模型。頻譜效率的計(jì)算按照當(dāng)前波束賦??形方案達(dá)到的數(shù)據(jù)吞吐量除以占用的空口帶寬計(jì)算得出。結(jié)果表明,隨著信噪比??的提升,各波束賦形方案、各形態(tài)天線陣列、各信道模型所達(dá)到的頻譜效率均不??斷提升,而采用了互阻抗信道模型后,各波束賦形方案、各形態(tài)天線陣列的性能??均有微小的下降,這是由于互阻抗信道模型在相鄰天線引入相關(guān)性,降低了空間??子信道的獨(dú)立性,因而比瑞利衰落信道對(duì)信號(hào)的衰減作用更大;但由方向矩陣的??表達(dá)式可知,在天線數(shù)量較大、矩陣尺寸較大時(shí),二者差別不明顯,因此其性能??下降幅度不明顯
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]MDP-Based Network Selection with Reward Optimization in HetNets[J]. CHEN Xin,LI Zhuo,WANG Kai,XING Lei. Chinese Journal of Electronics. 2018(01)
本文編號(hào):3113680
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