本文關鍵詞：利用信道統(tǒng)計信息的大規(guī)模MIMO無線傳輸技術研究

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【摘要】：隨著移動互聯(lián)網(wǎng)技術的迅猛發(fā)展,移動用戶的數(shù)據(jù)傳輸需求不斷提高,為了提升移動通信速率,應對用戶需求的增長,新一代無線傳輸技術得到了廣泛的關注和研究。MIMO傳輸技術能夠充分利用空間無線資源,顯著提高無線通信系統(tǒng)的容量和頻譜效率,已經(jīng)被應用到4G中。在傳統(tǒng)MTMO的基礎上,大規(guī)模MIMO通過在基站端配置大量天線陣列,且基站天線數(shù)遠大于同時服務的用戶天線數(shù),能夠在同一時頻資源上服務更多用戶,獲得更高的數(shù)據(jù)傳輸速率和可靠性。同時大規(guī)模MTMO的功率利用率更高,干擾更小,是第五代移動通信系統(tǒng)的關鍵技術之一。本文圍繞大規(guī)模MIMO多用戶系統(tǒng)下行傳輸技術展開研究,重點研究利用信道統(tǒng)計信息的大規(guī)模MIMO無線傳輸技術。首先,本文研究了大規(guī)模MIMO聯(lián)合空分復用技術,針對聯(lián)合空分復用中的用戶分組方案,比較了幾種用戶相似性度量準則和用戶分組算法。針對聚類用戶分組算法隨機選擇初始中心僅能獲得局部最優(yōu)解的問題,提出了兩種改進的聚類用戶分組方案,通過優(yōu)化初始聚類中心的選擇,使得最終的用戶分組結果更加合理,進而提升系統(tǒng)整體性能。仿真結果表明,相比傳統(tǒng)聚類算法,所提方案能夠獲得更好的用戶分組效果,提高系統(tǒng)的和速率性能。然后,本文研究了FDD大規(guī)模MIMO下行信道估計。通過聯(lián)合空分復用方案對系統(tǒng)用戶進行分組,利用信道的波束塊稀疏特性,提出了一種基于波束塊結構的壓縮感知信道估計方法,降低系統(tǒng)導頻和上行反饋開銷,提高信道信息獲取的準確度。仿真結果表明本章所提方案的性能優(yōu)于傳統(tǒng)的信道估計方法。最后,本文研究了FDD大規(guī)模MIMO異構網(wǎng)絡中下行多用戶傳輸方案,提出了一種基于協(xié)作波束賦型的空分干擾控制方法。該方案在宏基站配置大規(guī)模天線陣列的異構網(wǎng)絡系統(tǒng)模型下,根據(jù)大規(guī)模MIMO信道的統(tǒng)計特性,利用長時信道統(tǒng)計信息,對系統(tǒng)所有用戶進行分組,通過塊對角化消除用戶組之間的干擾,同時也抑制了宏基站對微小區(qū)用戶的干擾。仿真結果表明,相對于宏微基站非協(xié)作的預編碼方式,本章所提出的基于協(xié)作波束賦型的空分干擾控制方法能夠有效降低宏基站對微小區(qū)用戶的干擾,并提高系統(tǒng)的吞吐量性能。
【關鍵詞】：大規(guī)模MIMO 聯(lián)合空分復用 用戶分組 信道估計 異構網(wǎng)絡 干擾控制
【學位授予單位】：東南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN919.3
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 本論文專用術語的注釋表11-13
• 第一章 緒論13-21
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-17
• 1.3 論文的內(nèi)容安排17-18
• 1.4 數(shù)學符號約定18-21
• 第二章 大規(guī)模MIMO無線傳輸技術概述21-35
• 2.1 引言21-22
• 2.2 信道模型22-24
• 2.2.1 Kronecker信道模型22-23
• 2.2.2 SCM信道模型23-24
• 2.3 多用戶MIMO系統(tǒng)模型24-27
• 2.4 多用戶MIMO系統(tǒng)預編碼技術27-31
• 2.4.1 塊對角化預編碼28-29
• 2.4.2 迫零預編碼29
• 2.4.3 最小均方誤差預編碼29-30
• 2.4.4 最大比傳輸預編碼30
• 2.4.5 仿真結果30-31
• 2.5 異構網(wǎng)絡概述31-34
• 2.6 本章小結34-35
• 第三章 大規(guī)模MIMO聯(lián)合空分復用技術35-51
• 3.1 引言35-36
• 3.2 系統(tǒng)模型36-37
• 3.3 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)用戶分組37-46
• 3.3.1 分組度量準則38-39
• 3.3.2 用戶分組算法39-42
• 3.3.3 聚類用戶分組算法的缺陷42
• 3.3.4 優(yōu)化初始中心聚類用戶分組算法42-44
• 3.3.5 迭代優(yōu)化聚類用戶分組算法44-46
• 3.4 仿真結果46-47
• 3.5 本章小結47-51
• 第四章 大規(guī)模MIMO信道估計方法51-61
• 4.1 引言51-52
• 4.2 系統(tǒng)模型52-54
• 4.3 稀疏信道估計54-57
• 4.3.1 塊結構稀疏信道估計建模54-56
• 4.3.2 具有波束塊稀疏性的基站端信道估計56-57
• 4.4 仿真結果57-58
• 4.5 本章小結58-61
• 第五章 大規(guī)模MIMO異構網(wǎng)絡空分干擾控制方法61-73
• 5.1 引言61-62
• 5.2 系統(tǒng)模型62-63
• 5.3 基于協(xié)作波束賦型的空分干擾控制63-68
• 5.3.1 用戶類型判定方案64
• 5.3.2 大規(guī)模MIMO異構網(wǎng)絡用戶分組方案64-65
• 5.3.3 宏基站預編碼65-67
• 5.3.4 微基站預編碼67-68
• 5.4 仿真結果68-71
• 5.4.1 對比方案68-69
• 5.4.2 仿真分析69-71
• 5.5 本章小結71-73
• 第六章 全文總結73-75
• 6.1 論文工作總結73-74
• 6.2 研究工作展望74-75
• 參考文獻75-81
• 攻讀碩士學位期間的研究成果81-83
• 致謝83

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