為滿足新一代移動通信在峰值速率、用戶體驗(yàn)速率、移動性、端到端時(shí)延、連接數(shù)密度、流量密度以及能量效率等方面所提出的新要求,目前業(yè)界正在進(jìn)行面向2020年之后的第五代移動通信系統(tǒng)（5th generation mobile communication systems,5G）的技術(shù)研究以及標(biāo)準(zhǔn)化制定工作。當(dāng)前最受關(guān)注的技術(shù)與解決方案包括大規(guī)模多輸入多輸出（Multiple-input-multiple-output,MIMO）、全頻譜接入、超密集組網(wǎng)、新型多址和新型網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)等。其中大規(guī)模MIMO技術(shù)通過充分挖掘信道的空間自由度以大幅度提升頻譜效率以及多用戶傳輸能力并可有效提升功率效率,因此成為業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)可的5G系統(tǒng)核心技術(shù)之一。本論文針對實(shí)際非理想因素對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)增益的影響、系統(tǒng)維數(shù)大幅度提升帶來的模擬/數(shù)字信號處理復(fù)雜度以及信道估計(jì)開銷急劇增加、考慮實(shí)際信道信息約束或系統(tǒng)架構(gòu)約束下針對數(shù)據(jù)信道與公共信道的高效波束成形設(shè)計(jì)等問題,深入研究了“大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)中的傳輸方案設(shè)計(jì)與性能分析”這一課題。具體研究內(nèi)容和主要貢獻(xiàn)簡述如下:·針對多小區(qū)多用戶大規(guī)模MIMO下行系統(tǒng)在存在非... 

【文章來源】：東南大學(xué)江蘇省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：178 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
本論文專用術(shù)語與數(shù)學(xué)符號的注釋表
第一章 緒論
    1.1 研究工作的背景和意義
    1.2 研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的線性傳輸方案性能分析
        1.2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的低復(fù)雜度預(yù)編碼方案
        1.2.3 基于信道統(tǒng)計(jì)信息的大規(guī)模MIMO傳輸方案設(shè)計(jì)與性能分析
        1.2.4 數(shù)�；旌霞軜�(gòu)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的波束訓(xùn)練及傳輸
        1.2.5 大規(guī)模MIMO公共信道傳輸設(shè)計(jì)
    1.3 論文的研究內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排
第二章 大規(guī)模MIMO多小區(qū)多用戶系統(tǒng)性能縮放規(guī)律研究
    2.1 系統(tǒng)模型
        2.1.1 信道模型
        2.1.2 上行信道估計(jì)
        2.1.3 最大比發(fā)送下行傳輸
    2.2 基于均方收斂的可達(dá)速率縮放規(guī)律
        2.2.1 和速率下界與漸近等效SINR
        2.2.2 縮放規(guī)律結(jié)果
        2.2.3 關(guān)于典型大規(guī)模MIMO系統(tǒng)配置的討論
        2.2.4 縮放規(guī)律在有限大天線數(shù)系統(tǒng)中的適用性
        2.2.5 導(dǎo)頻污染消除帶來的導(dǎo)頻污染減小作用
    2.3 SINR漸近確定條件
    2.4 ZF預(yù)編碼的相關(guān)分析結(jié)果
        2.4.1 ZF預(yù)編碼下行傳輸
        2.4.2 縮放規(guī)律及其適用性
    2.5 仿真結(jié)果
        2.5.1 理想導(dǎo)頻污染消除下的MRT傳輸
        2.5.2 非理想導(dǎo)頻污染消除下MRT傳輸
        2.5.3 ZF預(yù)編碼的仿真結(jié)果
    2.6 本章小結(jié)
    2.7 附錄
        2.7.1 引理1證明
        2.7.2 命題1證明
第三章 大規(guī)模MIMO下行系統(tǒng)低復(fù)雜度ZF預(yù)編碼設(shè)計(jì)及性能分析
    3.1 系統(tǒng)模型與問題描述
        3.1.1 系統(tǒng)模型
        3.1.2 低復(fù)雜度預(yù)編碼設(shè)計(jì)問題
        3.1.3 已有預(yù)條件矩陣設(shè)計(jì)
    3.2 所提ZF預(yù)編碼的低復(fù)雜度近似設(shè)計(jì)
        3.2.1 排序ICNS方法
        3.2.2 計(jì)算復(fù)雜度分析
    3.3 性能分析
        3.3.1 INS方法的和速率性能
        3.3.2 所提ICNS方法的和速率
        3.3.3 CNS方法的和速率性能
        3.3.4 MRT、ZF、INS與所提ICNS方法的和速率性能比較
    3.4 數(shù)值仿真
    3.5 本章小結(jié)
    3.6 附錄
        3.6.1 引理3證明
        3.6.2 定理2證明
        3.6.3 定理3證明
        3.6.4 推論7證明
第四章 大規(guī)模MIMO聯(lián)合統(tǒng)計(jì)波束成形與用戶調(diào)度設(shè)計(jì)及性能分析
    4.1 系統(tǒng)模型
        4.1.1 傳輸模型
        4.1.2 信道模型
    4.2 SBF的和速率計(jì)算以及聯(lián)合波束成形與用戶調(diào)度方案
        4.2.1 SBF的和速率計(jì)算
        4.2.2 聯(lián)合SBF與用戶調(diào)度方案
    4.3 漸近和速率分析
        4.3.1 信道協(xié)方差與SLNR-SBF的漸近近似
        4.3.2 所提聯(lián)合方案的漸近和速率
    4.4 數(shù)值仿真結(jié)果
        4.4.1 基于SLNR與基于和速率的用戶調(diào)度性能比較
        4.4.2 所提方案的性能變化規(guī)律
        4.4.3 與其他SBF方案的性能比較
        4.4.4 與基于瞬時(shí)CSI的方案性能比較
    4.5 本章小結(jié)
    4.6 附錄
        4.6.1 定理4證明
        4.6.2 引理5證明
        4.6.3 引理7證明
第五章 數(shù)模混合架構(gòu)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的交替訓(xùn)練及傳輸方案設(shè)計(jì)
    5.1 系統(tǒng)模型及問題描述
        5.1.1 系統(tǒng)模型
        5.1.2 波束訓(xùn)練及已有方案
    5.2 單用戶系統(tǒng)的交替訓(xùn)練及性能分析
        5.2.1 所提交替訓(xùn)練與單用戶傳輸
        5.2.2 平均訓(xùn)練長度分析
        5.2.3 中斷性能分析
    5.3 多用戶傳輸?shù)慕惶嬗?xùn)練設(shè)計(jì)
        5.3.1 可行波束分配與多用戶波束分配方法
        5.3.2 聯(lián)合交替波束訓(xùn)練與多用戶傳輸設(shè)計(jì)
        5.3.3 關(guān)于平均訓(xùn)練長度與中斷性能的討論
    5.4 仿真結(jié)果與討論
    5.5 本章小結(jié)
    5.6 附錄
        5.6.1 定理5證明
        5.6.2 引理8證明
        5.6.3 定理6證明
        5.6.4 引理9證明
第六章 大規(guī)模MIMO公共信道高能效波束成形設(shè)計(jì)
    6.1 系統(tǒng)模型
    6.2 問題建模與求解思路
        6.2.1 問題建模
        6.2.2 求解思路
    6.3 求解細(xì)節(jié)
        6.3.1 理想波束響應(yīng)
        6.3.2 基于理想波束響應(yīng)的波束成形設(shè)計(jì)
        6.3.3 PAPR降低與數(shù)�；旌蠈�(shí)現(xiàn)
        6.3.4 討論
    6.4 仿真與分析
    6.5 本章小結(jié)
    6.6 附錄
        6.6.1 引理10證明
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文工作總結(jié)
    7.2 未來研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
作者攻讀博士學(xué)位期間的研究成果
攻讀博士期間參加的項(xiàng)目
攻讀博士期間獲得的榮譽(yù)



本文編號：3522735