本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO綠色能效研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：未來移動通信技術(shù)將更多以能耗為導(dǎo)向進行演進,綠色通信將成為下一代移動通信技術(shù)發(fā)展的重要方向。從提升系統(tǒng)頻譜效率和能量效率兩方面看,大規(guī)模MIMO技術(shù)是未來5G系統(tǒng)極具潛力的技術(shù)之一。大規(guī)模MIMO技術(shù)大量增加無線信道空間自由度,使得頻譜效率與天線數(shù)成對數(shù)增長。在功率受限條件下,只需在天線發(fā)送端平均分配發(fā)送功率就可以獲得最優(yōu)的速率,有效提升能量效率。多天線陣列可以極大地降低多用戶信道小尺度衰落對信號的影響,但由相鄰小區(qū)導(dǎo)頻重用帶來的導(dǎo)頻污染問題成為了大規(guī)模MIMO技術(shù)難題。能量效率是衡量大規(guī)模MIMO技術(shù)是否“綠色”的指標(biāo)之一,衡量的是每焦耳能量所能傳輸信息比特數(shù)的能力。但在很長時間里研究者們都只關(guān)注發(fā)送功率的影響,目前另外三個問題得到了越來越多的關(guān)注。(1)鏈路中電路的能量消耗。(2)下行鏈路中,由于非理想射頻模塊而出現(xiàn)的相位噪聲,同相正交相位失衡等(統(tǒng)稱硬件損耗)給系統(tǒng)性能帶來的干擾。(3)上行鏈路中,接收機A/D轉(zhuǎn)換器量化精度對信息比特的損失和能量的消耗。這三個系統(tǒng)因素都會對系統(tǒng)的能量效率產(chǎn)生影響。本文主要分析這三個因素對大規(guī)模MIMO系統(tǒng)能量效率的影響。主要研究內(nèi)容如下:1)下行鏈路中,大量射頻模塊將信號發(fā)送出去,硬件損耗對系統(tǒng)信號產(chǎn)生干擾。考慮到電路能量的消耗,本文建立了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型和鏈路損耗模型。從理論上推導(dǎo)硬件損耗與系統(tǒng)頻譜效率和能量效率的關(guān)系,對比硬件損耗與導(dǎo)頻污染產(chǎn)生的影響輕重。仿真數(shù)值結(jié)果表明,大規(guī)模MIMO技術(shù)能量效率的提升是犧牲能耗來獲取的。硬件損耗也會降低系統(tǒng)頻譜效率和能量效率,但在多小區(qū)場景中,導(dǎo)頻污染才是系統(tǒng)性能降低的主要因素,導(dǎo)頻設(shè)計是大規(guī)模MIMO技術(shù)運用的關(guān)鍵。2)上行鏈路中,基站接收天線用大量的A/D轉(zhuǎn)換器進行信號量化,量化精度對系統(tǒng)的能量消耗及信息損失都有直接關(guān)系。所以本文建立了大規(guī)模MIMO系統(tǒng)量化模型,從理論推導(dǎo)量化比特數(shù)與系統(tǒng)頻譜效率和能量效率的關(guān)系。為提升能量效率,用粒子群算法對量化比特數(shù)和天線數(shù)進行優(yōu)化,并提出一種新的天線選擇分組量化方案。仿真數(shù)值結(jié)果表明,提高量化精度不能一直提升頻譜效率,在某些低精度量化比特數(shù)(1~6 bits)存在最優(yōu)量化比特數(shù)使得系統(tǒng)能量效率最大。A/D轉(zhuǎn)換器低能耗選擇高精度、多天線,高能耗選擇低精度、少量天線的量化策略可以有效提升系統(tǒng)能量效率。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 能量效率 頻譜效率 導(dǎo)頻污染 硬件損耗 A/D轉(zhuǎn)換器
【學(xué)位授予單位】：杭州電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 移動通信的發(fā)展方向10-13
• 1.2 綠色通信的發(fā)展背景及意義13-14
• 1.3 綠色通信研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 文章結(jié)構(gòu)安排16-17
• 第2章 大規(guī)模MIMO能效及技術(shù)背景17-26
• 2.1 大規(guī)模MIMO能效研究現(xiàn)狀17-18
• 2.2 大規(guī)模MIMO關(guān)鍵技術(shù)18-22
• 2.2.1 系統(tǒng)模型18-19
• 2.2.2 信道估計與預(yù)編碼技術(shù)19-21
• 2.2.3 導(dǎo)頻污染21-22
• 2.3 硬件損耗與模數(shù)轉(zhuǎn)換器22-25
• 2.3.1 非理想硬件損耗22-23
• 2.3.2 模數(shù)轉(zhuǎn)換器-量化比特數(shù)23-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 大規(guī)模MIMO下行能效與硬件損耗26-39
• 3.1 系統(tǒng)模型26-28
• 3.1.1 多小區(qū)結(jié)構(gòu)模型26-27
• 3.1.2 能量消耗模型27-28
• 3.2 頻譜效率28-33
• 3.2.1 理想信道29-30
• 3.2.2 非理想信道30-33
• 3.3 能量效率分析33-34
• 3.4 仿真與結(jié)果分析34-38
• 3.5 本章小結(jié)38-39
• 第4章 大規(guī)模MIMO上行能效與A/D轉(zhuǎn)換器39-54
• 4.1 系統(tǒng)量化模型39-40
• 4.2 量化后系統(tǒng)頻譜效率40-42
• 4.3 量化后系統(tǒng)能量效率42-43
• 4.4 天線選擇分組量化43-47
• 4.4.1 基于粒子群算法的能效優(yōu)化43-46
• 4.4.2 天線選擇分組量化方案46-47
• 4.5 仿真結(jié)果及分析47-52
• 4.6 本章小結(jié)52-54
• 第5章 總結(jié)與展望54-56
• 5.1 本文總結(jié)54
• 5.2 未來展望54-56
• 致謝56-57
• 參考文獻57-61
• 附錄61

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 肖偉;徐明;;具有能量效率的容錯多事件簇[J];計算機工程與應(yīng)用;2010年02期

2 李建奇;曹斌芳;王立;王文虎;;基于能量效率的非均勻分簇?zé)o線傳感器路由算法[J];湖南文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年04期

3 John Jovalusky;;外接電源能量效率新標(biāo)準(zhǔn)[J];電子產(chǎn)品世界;2006年02期

4 Guy Moxey;;通過優(yōu)化變換器的FET開關(guān)來改善能量效率[J];今日電子;2008年09期

5 楊柳;謝顯中;羅新波;;基于能量效率的JT發(fā)送端算法性能分析[J];通信技術(shù);2007年11期

6 楊柳;謝顯中;羅新波;;基于能量效率的MIMO系統(tǒng)JT技術(shù)性能分析[J];微計算機信息;2008年11期

7 張玲;;OFDM系統(tǒng)中基于能量效率的低復(fù)雜度算法的研究與仿真[J];軟件;2012年11期

8 田社平;孫盾;張峰;;電容充電電路的能量效率分析[J];電氣電子教學(xué)學(xué)報;2013年05期

9 余旭濤;張在琛;畢光國;;一種新的均衡流量提高網(wǎng)絡(luò)能量效率的Ad hoc網(wǎng)絡(luò)路由建立算法[J];電子與信息學(xué)報;2005年12期

10 張蔓;丁源洪;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)協(xié)作通信技術(shù)的能量效率研究[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2014年05期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 馮帥;劉凱;;被動行走中軀干對能量效率的影響[A];2013年中國智能自動化學(xué)術(shù)會議論文集（第三分冊）[C];2013年

2 馬振;孫季豐;;一種基于能量效率的WSN多跳簇生成算法[A];第三屆全國嵌入式技術(shù)和信息處理聯(lián)合學(xué)術(shù)會議論文集[C];2009年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 單寶X;支持分布式天線的認知無線網(wǎng)絡(luò)中高能量效率資源管理算法研究[D];北京郵電大學(xué);2015年

2 徐志峰;分布式電驅(qū)動汽車操縱穩(wěn)定性與能量效率優(yōu)化控制研究[D];北京理工大學(xué);2016年

3 王龍飛;神經(jīng)元的發(fā)放閾值及能量效率研究[D];蘭州大學(xué);2016年

4 王小明;高能效的無線資源管理技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2016年

5 許杰;基于能量效率的自適應(yīng)多天線傳輸技術(shù)研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2012年

6 葉海納;單小區(qū)多用戶通信系統(tǒng)中基于能量效率的無線資源管理研究[D];北京交通大學(xué);2015年

7 李士超;非完善CSIT下MIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

8 王圣森;IMT-Advanced無線網(wǎng)絡(luò)能量效率優(yōu)化研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

9 黃逸;多用戶MIMO系統(tǒng)能量效率—頻譜效率折中關(guān)系研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2015年

10 師曉曄;無線協(xié)作系統(tǒng)中的HARQ技術(shù)和能效增強技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 許魯凱;正交和非正交傳輸系統(tǒng)的能量效率[D];浙江大學(xué);2016年

2 阿迪;移動終端能量效率的自適應(yīng)處理研究[D];華中科技大學(xué);2014年

3 李杰（KARENZI Fidel）;適用于LTE網(wǎng)絡(luò)的高能效比協(xié)作多點技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2014年

4 王忠磊;IMT-2020系統(tǒng)下D2D通信能量效率研究[D];華東交通大學(xué);2016年

5 馬哲明;TD-LTE-A下行鏈路能量效率與頻譜效率的聯(lián)合優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2016年

6 白小慧;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中能量效率的研究[D];西安電子科技大學(xué);2015年

7 杜煒民;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中頻帶效率和能量效率的優(yōu)化[D];西安電子科技大學(xué);2015年

8 張宇飛;大規(guī)模MIMO綠色能效研究[D];杭州電子科技大學(xué);2016年

9 張玲;綠色通信系統(tǒng)中基于能量效率的資源分配技術(shù)研究[D];北京郵電大學(xué);2013年

10 鄭正廣;頻分復(fù)用系統(tǒng)中基于能量效率的資源分配研究[D];電子科技大學(xué);2013年

  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO綠色能效研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：503850