本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中基于信道壓縮的有限反饋技術(shù)研究

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 壓縮反饋 空間相關(guān)性 時(shí)間相關(guān)性

【摘要】：從整個(gè)移動(dòng)通信系統(tǒng)的發(fā)展歷史來(lái)看,不斷提高數(shù)據(jù)傳輸速率是每一代移動(dòng)通信系統(tǒng)的基本目標(biāo),因此具有超高數(shù)據(jù)傳輸速率的第5代移動(dòng)通信系統(tǒng)(5Generation,5G)成為目前業(yè)界研究的重點(diǎn)。而5G能實(shí)現(xiàn)這一高速率傳輸很大程度上依賴(lài)于大規(guī)模多輸入所輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù)的應(yīng)用。大規(guī)模MIMO技術(shù)是指在收、發(fā)兩端配置大量天線(xiàn),同時(shí)給多個(gè)用戶(hù)提供服務(wù)的多天線(xiàn)技術(shù)。該技術(shù)可以利用發(fā)送端的多根天線(xiàn)產(chǎn)生精確的波束流,通過(guò)控制發(fā)射波束的方向來(lái)獲得天線(xiàn)陣列增益,從而在不增加發(fā)送功率的前提下提升系統(tǒng)容量。大規(guī)模MIMO技術(shù)的這一優(yōu)勢(shì)是建立在基站端獲取可靠的下行信道狀態(tài)信息(Channel State Information,CSI)的基礎(chǔ)上的。在頻分雙工(Frequency Division Duplex,FDD)傳輸模式下的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中信道的互易性不復(fù)存在,此時(shí)基站端必須通過(guò)用戶(hù)的反饋信息獲取下行CSI。因此對(duì)于配置大量天線(xiàn)的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)而言,反饋開(kāi)銷(xiāo)將會(huì)成為約束其系統(tǒng)性能的一個(gè)重要因素。因此本論文將研究重點(diǎn)放在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中降低反饋開(kāi)銷(xiāo)方法上,主要工作總結(jié)如下:1.針對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng),給出了一種基于信道空間相關(guān)性的有限反饋開(kāi)銷(xiāo)降低方法。該方法首先利用信道向量稀疏表示后非零元素位置已知的條件設(shè)計(jì)出最優(yōu)導(dǎo)頻矩陣充當(dāng)投影矩陣,然后利用最小均方誤差(Minimum Mean Square Error,MMSE)準(zhǔn)則求解出相應(yīng)的最優(yōu)恢復(fù)矩陣用來(lái)恢復(fù)原始的CSI。仿真結(jié)果與理論分析均表明該方法能夠在保證反饋精度的前提下有效降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的有限反饋開(kāi)銷(xiāo)。2.針對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng),給出了一種基于信道空-時(shí)相關(guān)性的有限反饋開(kāi)銷(xiāo)降低方法。該方法利用信道的空間相關(guān)性設(shè)計(jì)出每個(gè)時(shí)間塊內(nèi)的最優(yōu)導(dǎo)頻矩陣充當(dāng)投影矩陣,然后利用MMSE準(zhǔn)則求解出每個(gè)時(shí)間快內(nèi)的最優(yōu)恢復(fù)矩陣用來(lái)恢復(fù)原始的CSI。該方法主要是利用了信道的時(shí)間相關(guān)性減去上一時(shí)間塊中已經(jīng)估計(jì)出的CSI,從而減小了當(dāng)前時(shí)間塊的信道反饋信息。仿真結(jié)果與理論分析均表明該方法能夠在保證反饋精度的前提下有效降低大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的有限反饋開(kāi)銷(xiāo)。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 壓縮反饋 空間相關(guān)性 時(shí)間相關(guān)性
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-11
• 注釋表11-13
• 第1章 緒論13-22
• 1.1 論文研究背景及意義13-15
• 1.2 大規(guī)模MIMO技術(shù)簡(jiǎn)介15-17
• 1.3 有限反饋的意義17-19
• 1.4 有限反饋的研究現(xiàn)狀19-20
• 1.5 本文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)構(gòu)安排20-22
• 第2章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型及有限反饋技術(shù)22-31
• 2.1 概述22
• 2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型22-27
• 2.2.1 多用戶(hù)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型22-23
• 2.2.2 大規(guī)模MIMO信道模型23-26
• 2.2.3 CSI對(duì)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)容量的影響26-27
• 2.4 有限反饋技術(shù)27-30
• 2.4.1 基于信道統(tǒng)計(jì)特性的有限反饋技術(shù)28
• 2.4.2 基于碼本的有限反饋技術(shù)28-29
• 2.4.3 基于壓縮感知的有限反饋技術(shù)29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 基于空間相關(guān)性的大規(guī)模MIMO信道壓縮反饋算法31-47
• 3.1 概述31-32
• 3.2 壓縮感知理論基礎(chǔ)32-36
• 3.2.1 信號(hào)的稀疏表示33
• 3.2.2 觀(guān)測(cè)矩陣的設(shè)計(jì)33-34
• 3.2.3 信號(hào)的重構(gòu)34-36
• 3.3 系統(tǒng)模型36-39
• 3.3.1 多用戶(hù)大規(guī)模MIMO下行鏈路模型37-38
• 3.3.2 信道模型38-39
• 3.4 基于空間相關(guān)性的信道壓縮反饋39-43
• 3.4.1 信道向量的稀疏性39-40
• 3.4.2 算法描述40-43
• 3.5 仿真結(jié)果及理論分析43-46
• 3.5.1 不同反饋量條件下系統(tǒng)性能對(duì)比分析43-45
• 3.5.2 不同信噪比條件下系統(tǒng)性能對(duì)比分析45-46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第4章 基于空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO信道壓縮反饋算法47-65
• 4.1 概述47
• 4.2 系統(tǒng)模型47-51
• 4.2.1 信道模型48
• 4.2.2 下行鏈路模型48-50
• 4.2.3 有限反饋模型50-51
• 4.3 算法描述51-55
• 4.4 一種快速求解kP的算法55-58
• 4.5 仿真結(jié)果及理論分析58-64
• 4.5.1 不同時(shí)間塊k下系統(tǒng)性能對(duì)比分析58-60
• 4.5.2 不同反饋量條件下系統(tǒng)性能對(duì)比分析60-62
• 4.5.3 不同信噪比環(huán)境下系統(tǒng)性能對(duì)比分析62-63
• 4.5.4 不同時(shí)間相關(guān)系數(shù)下系統(tǒng)性能對(duì)比分析63-64
• 4.6 本章小結(jié)64-65
• 第5章 結(jié)束語(yǔ)65-67
• 5.1 論文的主要工作65-66
• 5.2 下一步工作展望66-67
• 參考文獻(xiàn)67-72
• 致謝72-73
• 攻讀碩士學(xué)位期間從事的科研工作及取得的成果73

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 許森;張光輝;曹磊;;大規(guī)模多天線(xiàn)系統(tǒng)的技術(shù)展望[J];電信技術(shù);2013年12期

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本文編號(hào)：635684