本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)在不增加帶寬及功率的情況下提高系統(tǒng)性能,相較于小規(guī)模MIMO在相同時(shí)頻資源上可服務(wù)更多的用戶且能降低功率消耗。然而這些性能的提升都是以增加系統(tǒng)硬件成本為代價(jià)的,對(duì)于大規(guī)模MIMO系統(tǒng)來(lái)說(shuō),天線選擇是降低硬件成本的有效技術(shù)。因此,本文著重探討大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇技術(shù)。首先,本文對(duì)傳統(tǒng)天線選擇技術(shù)進(jìn)行分析,對(duì)不同選擇天線數(shù)、不同衰落環(huán)境、不同功率分配方式對(duì)其影響進(jìn)行討論。之后,在單用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)下計(jì)算不同選擇技術(shù)的復(fù)雜度,綜合考慮復(fù)雜度和性能,可得出這樣結(jié)論：基于范數(shù)的天線選擇算法更適用于大規(guī)模MIMO。針對(duì)天線選擇相較于最優(yōu)波束成型技術(shù)帶來(lái)的性能缺失,分析一種基于k-正則化的選擇天線的方法,這里的k表示小于發(fā)射天線的正整數(shù)。這種方法通過(guò)對(duì)k的選擇進(jìn)行波束成型式天線選擇,可通過(guò)k的取值進(jìn)行性能與復(fù)雜度的折中。最后,對(duì)多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)進(jìn)行分析,多用戶系統(tǒng)由于存在用戶間干擾不能直接應(yīng)用單用戶的技術(shù),因此將天線選擇技術(shù)和預(yù)編碼技術(shù)進(jìn)行結(jié)合。討論兩種線性預(yù)編碼技術(shù)匹配濾波(MF)和迫零(ZF),對(duì)二者從不同信噪比、選擇天線數(shù)、發(fā)射天線數(shù)、用戶數(shù)等多角度進(jìn)行比較。特別地,針對(duì)ZF的性能曲線隨著用戶數(shù)先升后降的特點(diǎn),對(duì)ZF的最優(yōu)用戶數(shù)進(jìn)行分析。同時(shí),小區(qū)邊緣用戶是蜂窩網(wǎng)絡(luò)中的薄弱環(huán)節(jié),對(duì)其進(jìn)行重點(diǎn)考量,仿真結(jié)果表明,低信噪比下MF性能更優(yōu)；兩種預(yù)編碼性能曲線存在交點(diǎn)時(shí),當(dāng)用戶數(shù)大于交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的用戶數(shù)時(shí),采用MF預(yù)編碼性能更優(yōu)。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn),經(jīng)過(guò)天線選擇后的二者的交點(diǎn)向右偏移,導(dǎo)致ZF性能更優(yōu)的范圍變大。對(duì)于這兩種預(yù)編碼技術(shù),從歸一化角度更進(jìn)一步地進(jìn)行二者的比較。仿真表明,MF預(yù)編碼采用矩陣歸一化方法能取得更好的性能,而ZF則更適合向量歸一化。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 天線選擇 k-正則化 預(yù)編碼歸一化
【學(xué)位授予單位】：大連海事大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN919.3;TN820
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 研究背景和意義10-13
• 1.1.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)11-12
• 1.1.2 天線選擇技術(shù)12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 論文的研究?jī)?nèi)容及章節(jié)安排15-18
• 第2章 傳統(tǒng)MIMO系統(tǒng)下天線選擇技術(shù)18-34
• 2.1 MIMO系統(tǒng)模型及其信道容量18-22
• 2.1.1 點(diǎn)對(duì)點(diǎn)MIMO系統(tǒng)模型及其信道容量18-19
• 2.1.2 多用戶MIMO系統(tǒng)模型及其信道容量19-21
• 2.1.3 大規(guī)模MIMO21-22
• 2.2 傳統(tǒng)天線選擇技術(shù)22-28
• 2.2.1 最優(yōu)天線選擇技術(shù)23
• 2.2.2 遞增/遞減天線選擇技術(shù)23-25
• 2.2.3 基于范數(shù)的天線選擇(NBS)技術(shù)25-26
• 2.2.4 基于相關(guān)度的天線選擇(CBM)技術(shù)26
• 2.2.5 隨機(jī)天線選擇技術(shù)26-27
• 2.2.6 仿真結(jié)果與分析27-28
• 2.3 衰落信道的模型與功率分配策略28-33
• 2.3.1 衰落信道的模型28-29
• 2.3.2 不同功率分配策略29-32
• 2.3.3 仿真結(jié)果與分析32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 第3章 單用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇34-48
• 3.1 適用于單用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇34-39
• 3.1.1 不同算法的復(fù)雜度分析34-35
• 3.1.2 性能與復(fù)雜度折中35-37
• 3.1.3 基于最小化發(fā)射天線數(shù)的天線選擇37-38
• 3.1.4 基于最小化選擇天線數(shù)的天線選擇38-39
• 3.2 基于k-正則化的波束成型式天線選擇方法39-46
• 3.2.1 系統(tǒng)模型和問(wèn)題公式化40-43
• 3.2.2 k-正則化矩陣的設(shè)計(jì)43-44
• 3.2.3 仿真結(jié)果與分析44-46
• 3.3 本章小結(jié)46-48
• 第4章 多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線選擇48-66
• 4.1 線性預(yù)編碼多用戶MIMO系統(tǒng)模型48-50
• 4.2 線性預(yù)編碼多用戶MIMO系統(tǒng)下的天線選擇50-57
• 4.2.1 線性預(yù)編碼多用戶MIMO系統(tǒng)下天線選擇的性能分析50-53
• 4.2.2 仿真結(jié)果與分析53-56
• 4.2.3 ZF最優(yōu)用戶數(shù)分析56-57
• 4.3 預(yù)編碼歸一化57-65
• 4.3.1 預(yù)編碼歸一化問(wèn)題57-58
• 4.3.2 MF和ZF預(yù)編碼漸近容量界限58-62
• 4.3.3 仿真結(jié)果與分析62-65
• 4.4 本章小結(jié)65-66
• 第5章 總結(jié)與展望66-70
• 5.1 全文總結(jié)66-67
• 5.2 對(duì)未來(lái)研究工作的展望67-70
• 參考文獻(xiàn)70-76
• 攻讀學(xué)位期間參加科研項(xiàng)目情況76-77
• 致謝77-78
• 作者簡(jiǎn)介78

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