發(fā)布時間：2017-09-02 06:37

  本文關(guān)鍵詞：大規(guī)模MIMO多小區(qū)TDD系統(tǒng)的導(dǎo)頻污染和能效研究

  更多相關(guān)文章： 大規(guī)模MIMO 導(dǎo)頻污染 能效 預(yù)編碼 時分雙工

【摘要】：隨著5G蜂窩網(wǎng)絡(luò)的快速發(fā)展,大規(guī)模MIMO系統(tǒng)因其大容量和高能效特性被廣泛研究�；咎幍拇笠�(guī)模天線陣列使得系統(tǒng)容量成倍增長,但由于不同小區(qū)對同一導(dǎo)頻序列的復(fù)用而引起的小區(qū)間干擾(導(dǎo)頻污染)卻愈加嚴(yán)重,成為系統(tǒng)的性能瓶頸。解決這一問題的方法之一是運用有效的導(dǎo)頻調(diào)度方案。而能效(EE)作為5G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中的關(guān)鍵衡量指標(biāo),也是大規(guī)模MIMO系統(tǒng)不得不考慮的因素,其性能的優(yōu)劣影響著實際系統(tǒng)的綜合表現(xiàn)。本文的選題來源于導(dǎo)師承擔(dān)的國家自然科學(xué)基金項目。本文以多用戶大規(guī)模MIMO多小區(qū)時分雙工(TDD)系統(tǒng)為模型,首先研究了系統(tǒng)的通信策略,分析了在上行導(dǎo)頻訓(xùn)練時由于采用了非正交導(dǎo)頻序列而產(chǎn)生的導(dǎo)頻污染問題,并針對此問題闡述了一種基于最大化下行可達(dá)和速率的導(dǎo)頻調(diào)度方法。仿真驗證了導(dǎo)頻污染對系統(tǒng)性能的危害以及導(dǎo)頻調(diào)度對和速率性能的提升。本文從單小區(qū)多用戶MIMO系統(tǒng)出發(fā)對能效進(jìn)行了分析,首先闡述了電路功率消耗模型,該模型描述了電路功耗與用戶數(shù)、天線數(shù)等的關(guān)系。在此模型下分別探討了發(fā)射功率、基站天線數(shù)、小區(qū)用戶數(shù)對下行能效的影響并分別給出三者的最優(yōu)閉式表達(dá)。最后研究了三個影響因子的聯(lián)合最優(yōu)算法,仿真結(jié)果表明在適中的用戶數(shù)和天線數(shù)條件下可獲得最優(yōu)能效。為了進(jìn)一步研究導(dǎo)頻污染和能效問題,本文考慮了大規(guī)模MIMO多小區(qū)TDD系統(tǒng),在處理導(dǎo)頻污染問題前首先對能效進(jìn)行最大化。文中探討了三種線性預(yù)編碼下的能效模型并分別給出相應(yīng)的能效表達(dá)式。進(jìn)而在能效最優(yōu)的系統(tǒng)中,研究了基于最大化最小信干噪比的導(dǎo)頻調(diào)度策略,該策略對系統(tǒng)誤比特率(BER)性能有很好的提升效果。接著,結(jié)合小區(qū)的均等特性和模擬退火(SA)算法對調(diào)度策略進(jìn)行了優(yōu)化。仿真分析可知,能效最大化的天線數(shù)隨用戶數(shù)的增加而增加。與直接進(jìn)行導(dǎo)頻調(diào)度的系統(tǒng)相比,本文在導(dǎo)頻調(diào)度前先進(jìn)行了能效最優(yōu)處理,此舉以較少的性能損失換來較大的能效提升和計算量的減輕。
【關(guān)鍵詞】：大規(guī)模MIMO 導(dǎo)頻污染 能效 預(yù)編碼 時分雙工
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(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4-5
• ABSTRACT5-9
• 專用術(shù)語注釋表9-10
• 第一章 緒論10-19
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 MIMO技術(shù)的發(fā)展歷程11-13
• 1.2.1 單用戶MIMO技術(shù)11-12
• 1.2.2 多用戶MIMO技術(shù)12
• 1.2.3 大規(guī)模MIMO技術(shù)12-13
• 1.3 導(dǎo)頻污染和能效問題的研究現(xiàn)狀13-17
• 1.3.1 導(dǎo)頻污染解決方案13-14
• 1.3.2 高能效系統(tǒng)研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文的主要內(nèi)容與結(jié)構(gòu)安排17-19
• 第二章 大規(guī)模MIMO基礎(chǔ)理論介紹19-29
• 2.1 系統(tǒng)模型19-20
• 2.2 信道估計算法20-21
• 2.3 下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸21-22
• 2.4 預(yù)編碼算法22-26
• 2.4.1 MRC預(yù)編碼23-24
• 2.4.2 ZF預(yù)編碼24-25
• 2.4.3 MMSE預(yù)編碼25-26
• 2.5 系統(tǒng)服務(wù)的最大用戶數(shù)26-27
• 2.6 能效分析27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第三章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的導(dǎo)頻調(diào)度分析29-38
• 3.1 系統(tǒng)通信方案29-31
• 3.1.1 上行導(dǎo)頻訓(xùn)練29-30
• 3.1.2 下行數(shù)據(jù)傳輸30-31
• 3.2 導(dǎo)頻污染問題分析31-33
• 3.3 基于最大下行可達(dá)和速率的導(dǎo)頻調(diào)度33-34
• 3.4 仿真與分析34-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第四章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的能效分析38-49
• 4.1 系統(tǒng)模型38-39
• 4.2 下行功率消耗模型39-40
• 4.3 最優(yōu)能效分析40-43
• 4.3.1 最優(yōu)天線數(shù)41
• 4.3.2 最優(yōu)發(fā)射功率41-42
• 4.3.3 最優(yōu)用戶數(shù)42-43
• 4.3.4 天線數(shù)、發(fā)射功率、用戶數(shù)聯(lián)合最優(yōu)43
• 4.4 仿真與分析43-48
• 4.5 本章小結(jié)48-49
• 第五章 能效最優(yōu)的多小區(qū)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的導(dǎo)頻調(diào)度49-62
• 5.1 系統(tǒng)模型49-51
• 5.2 下行鏈路能效分析51-54
• 5.2.1 MRC預(yù)編碼下的能效51-52
• 5.2.2 ZF預(yù)編碼下的能效52-53
• 5.2.3 MMSE預(yù)編碼下的能效53-54
• 5.3 能效最大化系統(tǒng)中的導(dǎo)頻調(diào)度54-55
• 5.4 方案優(yōu)化55-57
• 5.4.1 基于小區(qū)均等性的優(yōu)化55-56
• 5.4.2 模擬退火（SA）算法優(yōu)化56-57
• 5.5 仿真與分析57-61
• 5.6 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 本文工作總結(jié)62-63
• 6.2 未來研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-67
• 附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文67-68
• 附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利68-69
• 附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目69-70
• 致謝70

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1 黃麗;章毅;;特殊場景使用同PN技術(shù)[J];電子制作;2013年04期

2 歐陽凡凡;;寬帶碼分多址高層導(dǎo)頻污染優(yōu)化策略[J];河西學(xué)院學(xué)報;2013年05期

3 馬欣;;TD-SCDMA網(wǎng)絡(luò)特定場景下的規(guī)劃及優(yōu)化分析[J];移動通信;2006年11期

4 楊海寧;周勇;;淺析WCDMA無線網(wǎng)絡(luò)的常見問題與對策[J];科技傳播;2010年10期

5 吳振輝;;關(guān)于解決電信EVDO道路SINR優(yōu)良比問題的案例[J];數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用;2012年08期

6 歐勇健,繆燕翔;從CDMA存在問題看3G建設(shè)[J];廣東通信技術(shù);2004年S1期

7 王新燕;;淺談3G網(wǎng)絡(luò)知識[J];信息技術(shù);2006年07期

8 李昊;方韌;;呼吸效應(yīng)對CDMA網(wǎng)絡(luò)的影響初探[J];電信工程技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)化;2011年11期

9 楊光;;WCDMA網(wǎng)絡(luò)常見掉話現(xiàn)象分析及處理方法[J];移動通信;2012年18期

10 潘偉杰;;CDMA無線網(wǎng)絡(luò)掉話分析[J];山東通信技術(shù);2007年03期

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1 魯鑫;;TD-SCDMA無線網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)頻污染問題分析[A];廣東省通信學(xué)會2008年度學(xué)術(shù)論文集[C];2009年

2 高峰;寧帆;高澤軍;;CDMA網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)頻污染分析與解決[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

3 沈軍;;WCDMA導(dǎo)頻污染優(yōu)化[A];第九屆中國通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2012年

4 文鳳;黃瓊;;CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化探討[A];第九屆全國青年通信學(xué)術(shù)會議論文集[C];2004年

5 符銳;;淺析CDMA網(wǎng)絡(luò)中的掉話問題[A];中國航海學(xué)會通信導(dǎo)航專業(yè)委員會2004學(xué)術(shù)年會論文集[C];2004年

6 張宇;;CDMA網(wǎng)絡(luò)掉話實例分析[A];黑龍江省通信學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2005年

7 陳馮奇;邵敬鶴;陳凌波;李向偉;;CDMA室內(nèi)分布優(yōu)化[A];廣東通信2010青年論壇優(yōu)秀論文集[C];2010年

8 劉亞;;CDMA小區(qū)深度覆蓋解決方案[A];中國通信學(xué)會信息通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)委員會2011年年會論文集（下冊）[C];2011年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前9條

1 ;CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化常見問題及解決方案[N];人民郵電;2008年

2 中國聯(lián)通濟(jì)南公司移動部 劉太強 北京郵電設(shè)計院 張新程;“組網(wǎng)”更須“護(hù)網(wǎng)”[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2005年

3 卓熹;多角度觀察 全方位著手[N];人民郵電;2007年

4 中興通訊 萬勇;打造TD覆蓋優(yōu)化利器[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2010年

5 中國聯(lián)通山東省分公司網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化中心 孫世輝　常以群 楊和平;由面到點優(yōu)化WCDMA[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2013年

6 上海大唐移動通信設(shè)備有限公司 王葉青;CDMA網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化淺析[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2001年

7 鼎橋通信技術(shù)有限公司產(chǎn)品與項目管理部副總裁 王仲;TD-SCDMA以靈活制勝3G[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2005年

8 ;3G無線網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃方法[N];中國信息報;2002年

9 威海聯(lián)通網(wǎng)優(yōu)中心 徐杰;靈活方案解決室內(nèi)深度弱覆蓋難題[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2013年

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1 迪迪（Mohammed Teeti）;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[D];華中科技大學(xué);2015年

2 張琦;面向5G的大規(guī)模MIMO無線傳輸技術(shù)研究[D];南京郵電大學(xué);2015年

3 胡安中;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的信道與DOA估計研究[D];北京郵電大學(xué);2014年

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1 張航;抗導(dǎo)頻污染的大規(guī)模MIMO信道估計和預(yù)編碼技術(shù)研究[D];西南交通大學(xué);2015年

2 伏曉慧;導(dǎo)頻污染下Massive MIMO系統(tǒng)的信道估計與導(dǎo)頻調(diào)度研究[D];西南交通大學(xué);2015年

3 唐文銳;大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)的容量分析[D];東南大學(xué);2015年

4 黃禹淇;大規(guī)模無線MIMO系統(tǒng)的上行鏈路傳輸技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

5 鄭心如;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)導(dǎo)頻設(shè)計和信道估計技術(shù)研究[D];東南大學(xué);2015年

6 姚天騏;大規(guī)模MIMO TDD無線系統(tǒng)中的導(dǎo)頻污染問題研究[D];武漢郵電科學(xué)研究院;2015年

7 程彬;大規(guī)模MIMO蜂窩網(wǎng)絡(luò)中導(dǎo)頻功率控制方法的研究[D];安徽大學(xué);2016年

8 尚國武;大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中導(dǎo)頻污染空域降低方法研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

9 張標(biāo);大規(guī)模MIMO通信系統(tǒng)中導(dǎo)頻分配策略研究[D];山東大學(xué);2016年

10 韓希婷;Massive MIMO系統(tǒng)中面向公平的導(dǎo)頻分配方案研究[D];山東大學(xué);2016年

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本文編號：776961