本文關鍵詞：基于放大轉發(fā)協(xié)議的大規(guī)模MIMO中繼系統(tǒng)的性能研究　出處：《揚州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：無線通信技術的快速發(fā)展,使人們對于更高的數(shù)據(jù)速率、更好的服務質(zhì)量和更高的網(wǎng)絡容量的需求日益提高。局限于有限的可用頻譜資源的約束,多輸入多輸出(MIMO)系統(tǒng)已經(jīng)成為最有效解決這些問題的關鍵技術之一。在中繼處配備數(shù)百乃至更多天線的大規(guī)模MIMO系統(tǒng),在提升系統(tǒng)數(shù)據(jù)速率以及有效提升通信質(zhì)量的前提下,具有能夠顯著增強空間分辨率、有效消除干擾噪聲的影響、降低發(fā)射功率等優(yōu)點,使其成為5G移動通信網(wǎng)絡構架的關鍵技術之一。協(xié)作中繼技術具有能夠獲得更高的容量、更長的網(wǎng)絡生命周期等優(yōu)點。在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中應用放大轉發(fā)(AF)中繼技術,在降低信源-信宿直傳鏈路所帶來的路徑損耗以外,利用數(shù)百根天線收發(fā)數(shù)據(jù),能夠同時高效地完成多個用戶之間的信息交互,為大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的性能優(yōu)勢錦上添花。首先,本文聚焦于基于放大轉發(fā)協(xié)議的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型,即配備N根天線的中繼站作為橋梁完成K個單天線的信源用戶(N》K)與K個單天線的信宿用戶的信息傳遞。在完備的信道狀態(tài)信息(CSI)下,探究了三種線性中繼檢測方案,即最大比率合并/最大比率傳輸(MRC/MRT)、迫零接收/迫零傳輸(ZFR/ZFT)與最小均方誤差(MMSE)對系統(tǒng)性能的影響的優(yōu)劣。同時,在完備的CSI下考慮基于Gamma分布建模的大尺度衰落在傳統(tǒng)的功率尺度分配方案下對系統(tǒng)的影響。數(shù)值仿真結果表明:在有效消除系統(tǒng)噪聲干擾的基礎上,MMSE方案優(yōu)于MRC/MRT和ZFR/ZFT而存在,大尺度衰落參數(shù)能有效地提升系統(tǒng)的性能至一定水平后維持恒定。其次,考慮實際情況不完備的CSI的情形,利用信道評估在功率尺度分配方案下探究系統(tǒng)的性能變化。其一,中繼處采用MMSE方案時,采用直接評估的方法探究了信道評估誤差對系統(tǒng)性能的影響。其二,中繼處采用ZFR/ZFT方案時,采用最小均方誤差評估方法,考慮導頻信號的傳輸功率pp固定與變化時,在不同的功率尺度分配方案下研究系統(tǒng)性能變化。數(shù)值仿真結果表明:當中繼天線數(shù)目趨于無窮時,在有效節(jié)約系統(tǒng)發(fā)射功率的基礎上,系統(tǒng)可根據(jù)實際情況選擇具體的功率尺度分配方案。最后,鑒于實際通信系統(tǒng)中存在竊聽用戶的安全傳輸?shù)那樾?本文展示了在半完備的CSI下中繼采用ZF檢測方案以及最小均方誤差信道評估時,竊聽用戶的存在對大規(guī)模前向放大轉發(fā)MIMO系統(tǒng)的影響。數(shù)值仿真結果表明:系統(tǒng)有用可達率會隨著中繼天線數(shù)目增長而增長后趨于穩(wěn)定,竊聽者竊聽信息會隨著中繼天線數(shù)目的增長而降低后趨于穩(wěn)定。
【學位授予單位】：揚州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：TN919.3

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本文編號：1322405