本文關(guān)鍵詞：分布式天線系統(tǒng)中下行鏈路預(yù)編碼技術(shù)的研究

  更多相關(guān)文章： 5G 密集分布式天線系統(tǒng) 線性預(yù)編碼 大規(guī)模MIMO

【摘要】：移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的蓬勃發(fā)展促進(jìn)了第五代(5G)移動(dòng)通信系統(tǒng)的研究。密集分布式天線系統(tǒng)作為一種網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)形式,能融合當(dāng)前5G中關(guān)鍵的物理層技術(shù)：毫米波技術(shù)、超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和大規(guī)模MIMO技術(shù),從而展現(xiàn)出廣闊的潛力。本文主要研究分布式天線系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)并利用區(qū)域頻譜效率這一性能指標(biāo)衡量密集分布式天線系統(tǒng)中下行鏈路的性能。首先,介紹無線信道的主要特征和統(tǒng)計(jì)模型并研究分布式天線系統(tǒng)的性能。針對(duì)無線信道中小尺度衰落、陰影衰落和大尺度衰落三種組成部分,文章討論了其統(tǒng)計(jì)模型。接下來介紹分布式天線系統(tǒng)的信道容量和誤碼率。在分布式天線系統(tǒng)單小區(qū)的仿真中,研究了接收端采用不同接收技術(shù)的分布式天線系統(tǒng)的下行鏈路性能,并且驗(yàn)證了分布式天線系統(tǒng)相對(duì)于集中式天線分布系統(tǒng)在小區(qū)覆蓋和降低發(fā)射功率方面的優(yōu)勢(shì)。其次,研究分布式天線系統(tǒng)中的線性預(yù)編碼技術(shù)。預(yù)編碼技術(shù)作為一種應(yīng)用在在發(fā)送端的信號(hào)預(yù)處理技術(shù),主要是指發(fā)送端根據(jù)所獲取的完整的信道信息,在發(fā)送端對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理,從而消除干擾實(shí)現(xiàn)改善系統(tǒng)性能的目的。針對(duì)滿足信干噪比約束條件下最小化發(fā)送功率優(yōu)化問題,通過凸優(yōu)化方法設(shè)計(jì)出最優(yōu)預(yù)編碼方法；在此基礎(chǔ)上,假定預(yù)編碼方向確定的情形中,通過優(yōu)化功率分配,提出了復(fù)雜度更低的次優(yōu)預(yù)編碼方法。在仿真分析中,對(duì)比最優(yōu)預(yù)編碼方法和次優(yōu)預(yù)編碼方法以及分布式天線系統(tǒng)和傳統(tǒng)蜂窩系統(tǒng)的性能,得出在分布式天線系統(tǒng)中運(yùn)用預(yù)編碼技術(shù)的巨大優(yōu)勢(shì)。再次,設(shè)計(jì)出基于功率上限和基于位置信息的加權(quán)信泄露噪聲比(SLNR, signal-to-leakage-and-noise ratio)預(yù)編碼方法。在次優(yōu)預(yù)編碼方法中,SLNR預(yù)編碼方法由于中斷率高故不能同時(shí)滿足所有用戶相同高速率要求。為此,探討了SLNR預(yù)編碼方法與最大比發(fā)送(MRT, Maximum ratio transmission)預(yù)編碼方法及迫零(ZFBF, Zero-Forcing Beam forming)預(yù)編碼方法之間的關(guān)系,借鑒最優(yōu)預(yù)編碼方法的特點(diǎn),提出基于功率上限的加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法和基于用戶位置信息的加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法,并通過仿真驗(yàn)證兩種加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法在改善SLNR預(yù)編碼方法的優(yōu)勢(shì)。最后,研究密集分布式天線系統(tǒng)。分析比較各種密集分布式天線系統(tǒng)的分布模型和信道模型,探討不同的天線單元分布方式以及天線單元數(shù)目、用戶分布方式、預(yù)編碼方法、小區(qū)半徑和用戶數(shù)量對(duì)于密集分布式天線系統(tǒng)性能的影響,以區(qū)域頻譜效率為性能指標(biāo)衡量密集分布式天線系統(tǒng)的性能。
【關(guān)鍵詞】：5G 密集分布式天線系統(tǒng) 線性預(yù)編碼 大規(guī)模MIMO
【學(xué)位授予單位】：東南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 符號(hào)說明12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 5G的研究現(xiàn)狀以及關(guān)鍵技術(shù)14-17
• 1.2.1 毫米波技術(shù)15-16
• 1.2.2 超密集異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)16
• 1.2.3 大規(guī)模MIMO技術(shù)16-17
• 1.3 分布式天線系統(tǒng)研究現(xiàn)狀17-21
• 1.3.1 分布式天線系統(tǒng)的早期研究17-18
• 1.3.2 分布式天線系統(tǒng)的功率控制和容量的研究18
• 1.3.3 分布式系統(tǒng)C-RAN的研究18-21
• 1.4 本文主要內(nèi)容和結(jié)構(gòu)安排21-23
• 第二章 分布式天線系統(tǒng)接收技術(shù)的研究23-37
• 2.1 無線信道的統(tǒng)計(jì)型模型23-29
• 2.1.1 小尺度衰落信道模型24-26
• 2.1.2 陰影衰落信道模型26
• 2.1.3 路徑損耗模型26-29
• 2.2 容量29-30
• 2.3 誤碼率30-31
• 2.4 分布式天線系統(tǒng)31-36
• 2.4.1 分布式天線系統(tǒng)模型31-32
• 2.4.2 接收方法32-33
• 2.4.3 仿真33-36
• 2.5 結(jié)論36-37
• 第三章 分布式天線系統(tǒng)中預(yù)編碼技術(shù)的研究37-49
• 3.1 系統(tǒng)模型38-39
• 3.2 預(yù)編碼方法39-42
• 3.2.1 最優(yōu)預(yù)編碼方法39-40
• 3.2.2 次優(yōu)預(yù)編碼方法40-42
• 3.3 仿真及分析42-46
• 3.3.1 仿真場(chǎng)景42
• 3.3.2 仿真分析42-46
• 3.4 結(jié)論46
• 3.5 附錄46-49
• 3.5.1 關(guān)于式(3.8)求解的證明46-47
• 3.5.2 常見的凸優(yōu)化問題標(biāo)準(zhǔn)形式47-49
• 第四章 加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法的研究49-61
• 4.1 SLNR預(yù)編碼方法的漸進(jìn)性分析49-52
• 4.2 加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法的研究52-55
• 4.2.1 基于功率上限的加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法52-54
• 4.2.2 基于位置信息的加權(quán)SLNR預(yù)編碼方法54-55
• 4.3 仿真及分析55-59
• 4.4 結(jié)論59-61
• 第五章 密集分布式天線系統(tǒng)的性能研究61-75
• 5.1 系統(tǒng)模型62-67
• 5.1.1 天線單元及用戶分布62-65
• 5.1.2 信道模型65-67
• 5.2 多小區(qū)密集分布式天線系統(tǒng)67
• 5.3 仿真及分析67-73
• 5.4 結(jié)論73-75
• 第六章 總結(jié)與展望75-77
• 6.1 本文工作小結(jié)75-76
• 6.2 未來研究工作建議76-77
• 致謝77-79
• 參考文獻(xiàn)79-83
• 作者簡(jiǎn)介（包括論文和成果清單）83

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