隨著無線通信的發(fā)展,大規(guī)模多輸入多輸出(Massive MIMO)技術成為了當下的研究熱點之一。在傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中,天線數量較少,通常采用全數字波束賦形,但在Massive MIMO系統(tǒng)中,由于天線數量巨大,相應的射頻鏈路數量也十分巨大,需要采用混合波束賦形技術來降低射頻鏈路數。在混合波束賦形中,之前的研究主要基于無限精度移相器,但其硬件復雜度和開銷高昂,且很難實現無限的精度�；谝陨媳尘�,本文在5G毫米波場景下,對Massive MIMO系統(tǒng)中自適應混合波束賦形方案進行了設計,以解決系統(tǒng)性能與能耗折中的問題,并對算法性能進行了仿真評估。具體工作分為以下幾個部分:首先,為了降低硬件復雜度和器件實現難度,本文考慮有限精度的移相器,即在恒模離散相位條件下,設計了基于遺傳算法的混合波束賦形方案。本文在不同離散精度下對算法的性能進行了仿真與評估,結果表明所提出算法在一定離散精度下可以逼近連續(xù)相位條件下的最小發(fā)射功率,但通過降低移相器精度,可以降低系統(tǒng)的開銷和復雜度。其次,進一步考慮降低能耗和開銷,本文提出使用開關結構替代移相器,并利用自適應鏈接方式提高開關結構的系統(tǒng)性能,并設計了混合波束賦形...

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 論文研究背景
        1.1.1 5G通信概述
        1.1.2 Massive MIMO系統(tǒng)綜述
        1.1.3 波束賦形意義及發(fā)展
    1.2 國內外研究現狀
    1.3 論文研究方向及主要內容
    1.4 論文結構安排
第二章 系統(tǒng)模型及目標問題
    2.1 數�；旌喜ㄊx形
    2.2 下行混合波束賦形系統(tǒng)模型
    2.3 信道模型
        2.3.1 高斯信道模型
        2.3.2 毫米波信道模型
    2.4 目標問題闡述
        2.4.1 最小發(fā)射功率
        2.4.2 可實現的最大用戶和速率
        2.4.3 能耗效率
    2.5 本章小結
第三章 基于遺傳算法的恒模離散相位自適應混合波束賦形
    3.1 研究問題闡述
    3.2 遺傳算法的起源與發(fā)展
    3.3 遺傳算法的原理
        3.3.1 編碼
        3.3.2 適應度函數
        3.3.3 選擇算子
        3.3.4 交叉算子
        3.3.5 變異算子
    3.4 目標函數的設計
    3.5 基于遺傳算法的恒模離散相位自適應混合波束賦形算法
    3.6 仿真結果
        3.6.1 仿真條件及參數設置
        3.6.2 仿真結果分析
    3.7 本章小結
第四章 開關自適應鏈接結構下的下行單用戶混合波束賦形
    4.1 開關結構及自適應鏈接方式的意義及相關研究
    4.2 開關自適應鏈接結構下的下行單用戶系統(tǒng)模型
    4.3 能耗模型
    4.4 開關自適應鏈接結構下的單用戶混合波束賦形方案設計
        4.4.1 目標函數
        4.4.2 算法設計
    4.5 仿真結果
        4.5.1 可實現的最大用戶和速率
        4.5.2 能耗分析
        4.5.3 不同CSIT情況分析
    4.6 本章小結
第五章 開關自適應鏈接結構下的下行多用戶混合波束賦形
    5.1 多用戶系統(tǒng)與單用戶系統(tǒng)的比較
    5.2 開關自適應鏈接結構下的下行多用戶系統(tǒng)模型
    5.3 開關自適應鏈接結構下的多用戶混合波束賦形方案設計
        5.3.1 目標函數
        5.3.2 改進的遺傳算法設計
        5.3.3 改進的粒子群算法
    5.4 仿真結果分析
        5.4.1 仿真參數設置
        5.4.2 改進的遺傳算法收斂性能分析
        5.4.3 改進的粒子群算法收斂性能分析
        5.4.4 可實現的最大用戶和速率分析
    5.5 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 論文研究內容總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間研究成果



本文編號：3798573