發(fā)布時間：2017-07-26 06:21

  本文關(guān)鍵詞：能量效率最優(yōu)的毫米波MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究

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【摘要】：毫米波通信技術(shù)被認(rèn)為是未來無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一而被廣泛關(guān)注和研究,本學(xué)位論文針對毫米波MIMO系統(tǒng)研究了能量效率最優(yōu)的毫米波混合預(yù)編碼優(yōu)化問題,全文研究內(nèi)容概括如下：第二章研究了最大化毫米波MIMO系統(tǒng)能量效率的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題。首先,假設(shè)接收端能完美處理接收信號,從而將問題簡化為最大化發(fā)射端能效的混合預(yù)編碼問題。然后,證明了混合預(yù)編碼優(yōu)化問題可以轉(zhuǎn)化為歐氏距離最小化問題,并進(jìn)一步等價為稀疏信號重構(gòu)問題。數(shù)值結(jié)果表明,本章提出的混合預(yù)編碼算法可以得到近似最優(yōu)的能效性能,而且在高發(fā)射功率區(qū)域,能效最優(yōu)混合預(yù)編碼算法在能效性能上遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于和速率最優(yōu)混合預(yù)編碼算法。第三章在第二章得到混合預(yù)編碼矩陣的基礎(chǔ)上,研究了MMSE混合接收處理優(yōu)化問題。首先,證明了混合接收處理優(yōu)化問題可以等價為帶權(quán)重稀疏信號重構(gòu)問題,并提出了基于不同稀疏逼近算法的混合接收處理算法。然后,給出了更加有效的收發(fā)端預(yù)編碼設(shè)計順序。數(shù)值結(jié)果表明,本章提出的基于不同稀疏逼近算法的接收混合處理算法均可以得到近似最優(yōu)的系統(tǒng)性能,且基于正交匹配追蹤算法的混合接收處理算法性能最好。第四章針對毫米波MIMO干擾系統(tǒng),研究了平均能量效率最優(yōu)的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題。首先,利用變量替換將原多元優(yōu)化問題等價為單一預(yù)編碼優(yōu)化問題,通過求解得到能效最優(yōu)的單一發(fā)送預(yù)編碼。然后,將混合預(yù)編碼優(yōu)化問題等價為稀疏信號重構(gòu)問題,并提出基于不同的稀疏逼近算法的混合預(yù)編碼優(yōu)化算法。數(shù)值結(jié)果表明,能效最優(yōu)預(yù)編碼算法可以得到更好的能效性能,且針對毫米波MIMO干擾系統(tǒng),基于不同稀疏逼近算法的混合預(yù)編碼算法都可以得到近似最優(yōu)的能效性能。第五章針對多小區(qū)多用戶毫米波MIMO系統(tǒng),不僅考慮了小區(qū)間干擾而且考慮了小區(qū)內(nèi)干擾,研究了小區(qū)能效加權(quán)和最大的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題。首先,通過求解小區(qū)能效加權(quán)和最優(yōu)的單一預(yù)編碼優(yōu)化問題得到能效最優(yōu)的單一發(fā)送預(yù)編碼。然后,將混合預(yù)編碼優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為聯(lián)合稀疏信號重構(gòu)問題,并提出基于聯(lián)合稀疏逼近的混合預(yù)編碼算法。數(shù)值結(jié)果表明,能效最優(yōu)的多小區(qū)多用戶預(yù)編碼算法能有效地提高系統(tǒng)的能效值,且基于聯(lián)合稀疏逼近的混合預(yù)編碼算法能有效地逼近最優(yōu)預(yù)編碼的能效性能。
【關(guān)鍵詞】：毫米波MIMO系統(tǒng) 混合預(yù)編碼 能量效率 稀疏逼近 離散簇信道模型
【學(xué)位授予單位】：東南大學(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
• ABSTRACT6-14
• 第1章 緒論14-26
• 1.1 論文研究背景14-15
• 1.2 毫米波MIMO系統(tǒng)及其預(yù)編碼技術(shù)15-24
• 1.2.1 毫米波MIMO系統(tǒng)15-20
• 1.2.2 毫米波MIMO系統(tǒng)預(yù)編碼技術(shù)20-24
• 1.3 論文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)安排24-26
• 第2章 能效最優(yōu)的毫米波MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究26-44
• 2.1 引言26
• 2.2 系統(tǒng)模型26-28
• 2.2.1 毫米波MIMO系統(tǒng)模型26-28
• 2.2.2 能耗模型28
• 2.3 毫米波混合預(yù)編碼優(yōu)化問題28-30
• 2.3.1 收發(fā)端聯(lián)合優(yōu)化問題28-29
• 2.3.2 發(fā)射端預(yù)編碼優(yōu)化問題29-30
• 2.4 問題的分析與求解30-38
• 2.4.1 單一預(yù)編碼優(yōu)化問題30-34
• 2.4.2 等價的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題34-38
• 2.5 數(shù)值結(jié)果及分析38-43
• 2.5.1 參數(shù)設(shè)定38
• 2.5.2 仿真結(jié)果分析38-43
• 2.6 本章小結(jié)43-44
• 第3章 毫米波MIMO預(yù)編碼系統(tǒng)MMSE混合接收算法研究44-54
• 3.1 引言44
• 3.2 毫米波混合接收處理優(yōu)化問題44-45
• 3.3 問題的分析與求解45-50
• 3.3.1 最優(yōu)MMSE接收矩陣45
• 3.3.2 等價的混合接收處理優(yōu)化問題45-47
• 3.3.3 基于不同稀疏逼近算法的混合接收處理迭代算法47-50
• 3.4 更有效的收發(fā)端處理設(shè)計順序50-51
• 3.5 數(shù)值結(jié)果及分析51-53
• 3.6 本章小結(jié)53-54
• 第4章 能效最優(yōu)的毫米波MIMO干擾系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究54-70
• 4.1 引言54-55
• 4.2 系統(tǒng)模型55-56
• 4.3 毫米波MIMO干擾系統(tǒng)的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題56
• 4.4 問題的分析與求解56-64
• 4.4.1 單一預(yù)編碼優(yōu)化問題57-61
• 4.4.2 等價的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題61-64
• 4.5 數(shù)值結(jié)果及分析64-69
• 4.6 本章小結(jié)69-70
• 第5章 能效最優(yōu)的多小區(qū)多用戶毫米波MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究70-86
• 5.1 引言70
• 5.2 系統(tǒng)模型70-72
• 5.3 多小區(qū)多用戶毫米波混合預(yù)編碼優(yōu)化問題72
• 5.4 問題的分析與求解72-80
• 5.4.1 單一預(yù)編碼優(yōu)化問題73-78
• 5.4.2 等價的混合預(yù)編碼優(yōu)化問題78-80
• 5.5 數(shù)值結(jié)果及分析80-84
• 5.6 本章小結(jié)84-86
• 第6章 總結(jié)與展望86-88
• 附錄A88-90
• 參考文獻(xiàn)90-96
• 致謝96-98
• 碩士期間的研究成果與參與的項目98

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