本文關(guān)鍵詞：無線信道有限反饋技術(shù)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：本論文基于壓縮感知理論,對(duì)無線通信系統(tǒng)中信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,主要研究工作包括:第二章從對(duì)現(xiàn)有無線信道有限反饋技術(shù)分析展開,接著對(duì)壓縮感知理論與分布式壓縮感知進(jìn)行深入研究,探索基于壓縮感知的信道有限反饋技術(shù);第三章研究自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中基于壓縮感知的信道質(zhì)量信息反饋壓縮新方法;第四章研究認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中基于壓縮感知的信道干擾狀態(tài)信息有限反饋;第五章研究具有空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基于分布式壓縮感知的信道有限反饋;第六章研究認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案;第七章總結(jié)全文并展望下一步工作。本論文具體研究?jī)?nèi)容和研究成果如下:1.信道有限反饋技術(shù)研究分析對(duì)現(xiàn)有文獻(xiàn)中所提出的信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了分類,并對(duì)已有的各種信道有限反饋技術(shù)進(jìn)行了詳盡分析,跟蹤了國(guó)內(nèi)外最新相關(guān)研究進(jìn)展,探討了在具有空間、頻率、時(shí)間相關(guān)性的無線衰落信道環(huán)境下,是否可以充分利用某種相關(guān)特性進(jìn)一步降低反饋信息量,為展開本論文的研究工作明確了方向。2.壓縮感知理論與分布式壓縮感知研究分析對(duì)新興的壓縮感知理論進(jìn)行了研究,跟蹤了國(guó)內(nèi)外對(duì)于壓縮感知信號(hào)稀疏表示、測(cè)量矩陣、重建算法以及應(yīng)用領(lǐng)域等相關(guān)研究進(jìn)展,對(duì)分布式壓縮感知聯(lián)合稀疏模型及相應(yīng)重建算法進(jìn)行了詳細(xì)的分析,給出了無線通信領(lǐng)域的聯(lián)合稀疏模型,確立了本論文圍繞基于壓縮感知的信道有限反饋技術(shù)展開研究的方向。3.提出了自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)基于壓縮感知的信道信息反饋壓縮新方法在自適應(yīng)多載波正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)系統(tǒng)中信道質(zhì)量指示(Channel Quality Indication,CQI)反饋量非常大,必須對(duì)其進(jìn)行壓縮。本文提出了自適應(yīng)OFDM系統(tǒng)中基于壓縮感知的CQI反饋壓縮新方法。本文仿真結(jié)果表明,在相同的反饋速率條件下,CS壓縮方法對(duì)信道質(zhì)量信息的重建性能好于DCT,系統(tǒng)吞吐量性能與DCT反饋壓縮方法相比,提高了0.1bits/s/Hz。4.認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)基于壓縮感知的信道有限反饋新技術(shù)本文提出了一種基于壓縮感知的認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)有限反饋技術(shù),以信道路徑損耗矩陣作為感知矩陣,反饋帶寬僅與感知接收機(jī)個(gè)數(shù)的對(duì)數(shù)呈線性增長(zhǎng)。在兩種信道誤差模型下,采用壓縮感知有噪情況下的重建算法(LASSO方法),仿真研究了系統(tǒng)的重建性能。結(jié)果表明,在信道信息不完整的情況下,能夠保持較好的重建性能,同時(shí)還表明,通過適當(dāng)增加反饋帶寬可換取系統(tǒng)對(duì)差錯(cuò)容忍程度的大幅提高。5.具有空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基于分布式壓縮感知的信道有限反饋新技術(shù)在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中,信道信息反饋量龐大,必須對(duì)其加以壓縮降低。本文提出了將分布式壓縮感知應(yīng)用于具有空時(shí)相關(guān)性的大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道信息反饋壓縮,所提出的新方法使反饋量大幅降低,同時(shí)能夠保證基站接收端以較大概率準(zhǔn)確重建出信道信息。仿真結(jié)果顯示,新方法與基于傳統(tǒng)CS的有限反饋技術(shù)相比,能夠進(jìn)一步節(jié)省反饋資源,而MSE性能與吞吐量性能卻更加優(yōu)越;另外,基于DCS的反饋壓縮新方法其MSE性能隨著聯(lián)合重建的信號(hào)個(gè)數(shù)的增加變得越來越好,但隨著多普勒頻移的增大MSE性能有所下降。6.認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案本文提出了一種適用于同時(shí)存在多個(gè)主用戶和一對(duì)次用戶場(chǎng)景的頻譜共享方案。次用戶根據(jù)偷聽到的主系統(tǒng)有限信道質(zhì)量信息(CQI)反饋,以適當(dāng)?shù)陌l(fā)送功率及速率接入信道,以致主系統(tǒng)傳輸速率遭受損失。本文在主用戶速率損失約束(Rate Loss Constraint,RLC)下,研究得出了使次系統(tǒng)吞吐量最大化的發(fā)送功率與傳輸速率最佳分配方案;數(shù)值分析結(jié)果表明,對(duì)于每個(gè)主用戶僅需反饋3-4個(gè)量化比特,就可使次系統(tǒng)的有效吞吐量堪比于主次發(fā)射端均擁有主系統(tǒng)鏈路完整CQI的情況。仿真結(jié)果顯示,所提出的頻譜共享方案能夠滿足主系統(tǒng)速率損失約束;本文還詳細(xì)分析了發(fā)送端完全未知/已知主系統(tǒng)CQI時(shí)的最佳頻譜共享方案,這兩種情況可分別作為基于主系統(tǒng)CQI有限反饋的頻譜共享方案的理論下限和上限。
【關(guān)鍵詞】：壓縮感知 分布式壓縮感知 信道質(zhì)量信息 信道狀態(tài)信息 有限反饋
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN92
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 符號(hào)說明8-10
• 縮略詞表10-16
• 第一章 緒論16-33
• 1.1 寬帶無線移動(dòng)通信發(fā)展16-17
• 1.2 未來無線通信關(guān)鍵技術(shù)17-21
• 1.2.1 OFDM技術(shù)17-19
• 1.2.2 MIMO技術(shù)19-20
• 1.2.2.1 單用戶MIMO19
• 1.2.2.2 多用戶MIMO19-20
• 1.2.3 大規(guī)模MIMO（Large Scale MIMO，，Massive MIMO）技術(shù)20-21
• 1.3 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)21-23
• 1.4 信道信息有限反饋23-25
• 1.4.1 CQI有限反饋技術(shù)23-24
• 1.4.2 基于碼本（Codebook）的有限反饋24-25
• 1.5 壓縮感知理論25-27
• 1.5.1 壓縮感知理論基本原理25-26
• 1.5.2 壓縮感知研究?jī)?nèi)容26-27
• 1.5.3 壓縮感知應(yīng)用領(lǐng)域27
• 1.6 分布式壓縮感知27-29
• 1.7 論文主要工作與研究成果29-32
• 1.7.1 論文主要工作29-31
• 1.7.2 論文研究成果31-32
• 1.8 論文結(jié)構(gòu)安排32-33
• 第二章 CS與DCS及其在信道有限反饋技術(shù)中應(yīng)用33-47
• 2.1 壓縮感知基本原理33-39
• 2.1.1 信號(hào)的稀疏表示34
• 2.1.2 信號(hào)的壓縮測(cè)量34-36
• 2.1.3 信號(hào)的重建36-39
• 2.2 基于CS的信道CQI有限反饋39-41
• 2.2.1 基于CS的信道功率增益有限反饋39-40
• 2.2.2 基于CS的干擾功率信息有限反饋40-41
• 2.3 分布式壓縮感知41-44
• 2.3.1 聯(lián)合稀疏模型42-43
• 2.3.2 基于JSM-2 的聯(lián)合稀疏信號(hào)重建算法43-44
• 2.4 基于DCS的信道狀態(tài)信息有限反饋44-46
• 2.5 本章小結(jié)46-47
• 第三章 OFDM系統(tǒng)基于壓縮感知的CQI反饋壓縮47-57
• 3.1 引言47-48
• 3.2 系統(tǒng)模型48-49
• 3.3 基于CS的CQI反饋壓縮方法49-53
• 3.3.1 稀疏性分析49-51
• 3.3.2 基于CS的CQI反饋方案51-53
• 3.4 基于DCT有損壓縮的CQI反饋53-54
• 3.5 仿真結(jié)果及分析54-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)基于壓縮感知的有限反饋57-68
• 4.1 引言57-58
• 4.2 問題描述58
• 4.3 系統(tǒng)模型58-60
• 4.4 稀疏性分析60-61
• 4.5 重建問題分析61-63
• 4.6 性能分析及仿真63-67
• 4.7 本章小結(jié)67-68
• 第五章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)基于分布式壓縮感知的信道有限反饋68-89
• 5.1 引言68-69
• 5.2 系統(tǒng)模型與DCS背景69-70
• 5.2.1 系統(tǒng)模型69-70
• 5.2.2 DCS背景70
• 5.3 基于DCS的大規(guī)模MIMO信道有限反饋70-74
• 5.4 基于CS的反饋壓縮方案74-75
• 5.5 重建性能指標(biāo)分析75-76
• 5.6 仿真與數(shù)值分析76-87
• 5.7 本章小結(jié)87-89
• 第六章 認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案89-104
• 6.1 引言89-90
• 6.2 系統(tǒng)模型90-91
• 6.3 主用戶量化碼本設(shè)計(jì)91-92
• 6.4 基于主系統(tǒng)有限反饋的頻譜共享方案92-95
• 6.5 主發(fā)射機(jī)完全不知/已知CQI時(shí)次系統(tǒng)吞吐量分析95-98
• 6.5.1 完全不知CQI95-96
• 6.5.2 完全已知CQI96-98
• 6.6 數(shù)值分析與仿真結(jié)果98-103
• 6.7 本章小結(jié)103-104
• 第七章 總結(jié)與展望104-107
• 7.1 論文總結(jié)104-105
• 7.2 工作展望105-107
• 參考文獻(xiàn)107-116
• 附錄116-117
• 攻讀博士學(xué)位期間的學(xué)術(shù)論文117-118
• 攻讀博士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目118-119
• 致謝119

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本文編號(hào)：303580