本文關(guān)鍵詞：基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法分析與研究

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【摘要】：移動(dòng)通信一般包括時(shí)分雙工(Time Division Duplex,TDD)和頻分雙工(Frequency Division Duplex,FDD)兩種制式,相比于FDD系統(tǒng),TDD系統(tǒng)的一個(gè)主要優(yōu)勢就是上下行信道具有互易性,利用信道互易性可以有效地提高頻譜利用率。然而有許多原因會(huì)導(dǎo)致TDD系統(tǒng)上下行信道互易性被破壞,若不對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的校準(zhǔn)補(bǔ)償,會(huì)導(dǎo)致TDD系統(tǒng)失去這一天然優(yōu)勢。本篇論文主要從系統(tǒng)容量和誤差的角度出發(fā),分析了信道估計(jì)誤差和信道時(shí)變特性對(duì)上下行信道互易性產(chǎn)生的影響,然后利用信道的稀疏特性,分別針對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)和大規(guī)模天線系統(tǒng)提出了相應(yīng)的信道互易性補(bǔ)償方法。本篇論文的主要工作包括:(1)簡單介紹了TDD系統(tǒng)和FDD系統(tǒng)以及各自的優(yōu)缺點(diǎn),同時(shí)突出介紹了TDD系統(tǒng)中的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn):上下行信道互易性。隨后重點(diǎn)分析了導(dǎo)致TDD系統(tǒng)上下行信道互易性喪失的因素,主要包括信道估計(jì)誤差、射頻器件的非理想特性、干擾模式不對(duì)稱和信道時(shí)變特性等�，F(xiàn)有許多關(guān)于信道互易性補(bǔ)償?shù)奈墨I(xiàn)只考慮信道時(shí)變特性產(chǎn)生的影響,而直接忽略了信道估計(jì)誤差,本篇論文綜合考慮信道估計(jì)誤差和信道時(shí)變特性這兩維因素,將壓縮感知算法運(yùn)用到信道互易性補(bǔ)償方法中,有效地提升了系統(tǒng)性能,降低了計(jì)算復(fù)雜度。(2)重點(diǎn)分析了信道時(shí)變特性對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)容量所產(chǎn)生的影響。利用奇異值分解(Singular Value Decomposition,SVD)對(duì)MIMO系統(tǒng)容量進(jìn)行量化,然后通過對(duì)比信道時(shí)不變和信道時(shí)變兩種情況下系統(tǒng)容量的差別,發(fā)現(xiàn)信道時(shí)變特性會(huì)導(dǎo)致上下行信道互易性被破壞,從而導(dǎo)致系統(tǒng)容量的下降。隨后基于上述分析,利用信道時(shí)域脈沖響應(yīng)所具有的稀疏特性,在考慮信道估計(jì)誤差的情況下,將壓縮感知技術(shù)運(yùn)用到信道互易性補(bǔ)償中,通過對(duì)重構(gòu)算法進(jìn)行改進(jìn)提出了一種針對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)的基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法。仿真結(jié)果表明,基于壓縮感知的信道互易性補(bǔ)償方法可以有效地提高系統(tǒng)容量,且復(fù)雜度較低。(3)簡單介紹了近年來新出現(xiàn)的大規(guī)模天線技術(shù),并分析了大規(guī)模天下系統(tǒng)中信道互易性的重要作用。然后就大規(guī)模天線系統(tǒng)中信道互易性喪失問題,在考慮信道估計(jì)誤差的情況下,利用多天線信道的空時(shí)相關(guān)性,提出一種基于壓縮感知的大規(guī)模天線系統(tǒng)信道互易性補(bǔ)償算法。仿真結(jié)果表明,該方法可以有效地提高系統(tǒng)性能,降低誤差,從而補(bǔ)償信道互易性的喪失。
【關(guān)鍵詞】：信道互易性 壓縮感知 信道預(yù)測 大規(guī)模天線
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(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4-5
• Abstract5-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 研究意義和目的9-11
• 1.3 論文的內(nèi)容安排11-13
• 第二章 信道互易性補(bǔ)償相關(guān)理論知識(shí)13-35
• 2.1 MIMO技術(shù)13-19
• 2.1.1 空間分集技術(shù)13-18
• 2.1.2 空間復(fù)用技術(shù)18-19
• 2.2 OFDM技術(shù)19-21
• 2.3 MIMO-OFDM技術(shù)21-22
• 2.4 壓縮感知技術(shù)22-26
• 2.4.1 理論框架22-23
• 2.4.2 信號(hào)的稀疏表示23-24
• 2.4.3 觀測矩陣的設(shè)計(jì)24-25
• 2.4.4 信號(hào)的重構(gòu)算法25-26
• 2.5 信道時(shí)變特性以及空間信道模型26-30
• 2.5.1 信道時(shí)變特性26-28
• 2.5.2 空間信道模型28-30
• 2.6 信道互易性概述30-33
• 2.7 本章小結(jié)33-35
• 第三章 基于壓縮感知的TDD-MIMO系統(tǒng)信道互易性補(bǔ)償35-47
• 3.1 信道時(shí)變對(duì)TDD-MIMO系統(tǒng)的影響35-38
• 3.1.1 信道時(shí)不變情況下的系統(tǒng)容量36-37
• 3.1.2 信道時(shí)變情況下的系統(tǒng)容量37-38
• 3.2 基于壓縮感知的TDD-MIMO系統(tǒng)信道互易性補(bǔ)償方法38-43
• 3.3 仿真結(jié)果與分析43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 基于壓縮感知的大規(guī)模天線系統(tǒng)信道互易性補(bǔ)償47-56
• 4.1 大規(guī)模天線技術(shù)47-48
• 4.2 基于壓縮感知的大規(guī)模天線系統(tǒng)信道互易性補(bǔ)償方法48-52
• 4.3 仿真結(jié)果與分析52-55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 總結(jié)與展望56-58
• 5.1 本論文工作總結(jié)56-57
• 5.2 后期工作展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 附錄1 程序清單61-63
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文63-64
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目64-65
• 致謝65

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本文編號(hào)：699569