隨著無線通信的發(fā)展,大規(guī)模多輸入多輸出(Massive MIMO)技術(shù)成為了當(dāng)下的研究熱點(diǎn)之一。在傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)中,天線數(shù)量較少,通常采用全數(shù)字波束賦形,但在Massive MIMO系統(tǒng)中,由于天線數(shù)量巨大,相應(yīng)的射頻鏈路數(shù)量也十分巨大,需要采用混合波束賦形技術(shù)來降低射頻鏈路數(shù)。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(fù)雜度和開銷高昂,且很難實(shí)現(xiàn)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(yīng)混合波束賦形方案進(jìn)行了設(shè)計(jì),以解決系統(tǒng)性能與能耗折中的問題,并對算法性能進(jìn)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(fù)雜度和器件實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)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(jìn)行了仿真與評估,結(jié)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(fù)雜度。其次,進(jìn)一步考慮降低能耗和開銷,本文提出使用開關(guān)結(jié)構(gòu)替代移相器,并利用自適應(yīng)鏈接方式提高開關(guān)結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)性能,并設(shè)計(jì)了混合波束賦形...

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)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(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 論文研究方向及主要內(nèi)容
    1.4 論文結(jié)構(gòu)安排
第二章 系統(tǒng)模型及目標(biāo)問題
    2.1 數(shù)�；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(biāo)問題闡述
        2.4.1 最小發(fā)射功率
        2.4.2 可實(shí)現(xiàn)的最大用戶和速率
        2.4.3 能耗效率
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于遺傳算法的恒模離散相位自適應(yīng)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(yīng)度函數(shù)
        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(biāo)函數(shù)的設(shè)計(jì)
    3.5 基于遺傳算法的恒模離散相位自適應(yīng)混合波束賦形算法
    3.6 仿真結(jié)果
        3.6.1 仿真條件及參數(shù)設(shè)置
        3.6.2 仿真結(jié)果分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 開關(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)下的下行單用戶混合波束賦形
    4.1 開關(guān)結(jié)構(gòu)及自適應(yīng)鏈接方式的意義及相關(guān)研究
    4.2 開關(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)下的下行單用戶系統(tǒng)模型
    4.3 能耗模型
    4.4 開關(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)下的單用戶混合波束賦形方案設(shè)計(jì)
        4.4.1 目標(biāo)函數(shù)
        4.4.2 算法設(shè)計(jì)
    4.5 仿真結(jié)果
        4.5.1 可實(shí)現(xiàn)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(jié)
第五章 開關(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)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(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)下的下行多用戶系統(tǒng)模型
    5.3 開關(guān)自適應(yīng)鏈接結(jié)構(gòu)下的多用戶混合波束賦形方案設(shè)計(jì)
        5.3.1 目標(biāo)函數(shù)
        5.3.2 改進(jìn)的遺傳算法設(shè)計(jì)
        5.3.3 改進(jìn)的粒子群算法
    5.4 仿真結(jié)果分析
        5.4.1 仿真參數(shù)設(shè)置
        5.4.2 改進(jìn)的遺傳算法收斂性能分析
        5.4.3 改進(jìn)的粒子群算法收斂性能分析
        5.4.4 可實(shí)現(xiàn)的最大用戶和速率分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文研究內(nèi)容總結(jié)
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間研究成果



本文編號：3798573