本文關(guān)鍵詞：5G移動通信系統(tǒng)中3D MIMO的波束形成，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：移動通信即將進入到第五代(5G),在5G時代,天線大規(guī)模3D MIMO成為其中的一個技術(shù)亮點。大規(guī)模3D MIMO由于增加了垂直維度空間分量并且采用大規(guī)模天線陣列,使得分辨率得到了極大的提高,但同時也增加了其波束形成的難度,因此大規(guī)模3D MIMO的波束形成成為了一個技術(shù)焦點。本文以5G中3D MIMO為背景,通過狼群算法對波束形成進行了分析與研究。狼群算法(WPA)是一種適用于多目標優(yōu)化的算法,應(yīng)用WPA算法可以有效的對權(quán)值進行優(yōu)化。根據(jù)對權(quán)值優(yōu)化的推導(dǎo)過程,我們對WPA算法進行了改進,提出了一種改進型的WPA算法,即：采用佳點集均勻初始化方法,提高WPA算法收斂速度；采用自適應(yīng)變步長,提高群體機動性；通過將過度集中的個體進行分散化來提高種群搜索多樣性,避免陷入局部最優(yōu)。波束形成過程中難免存在導(dǎo)向矢量誤差,利用WPA算法,對導(dǎo)向失配因子進行修正,最大程度的降低導(dǎo)向失配；加入導(dǎo)向失配修正的波束形成,結(jié)合旁瓣約束,有效的抑制了旁瓣干擾。進一步利用WPA算法對波束形成權(quán)值與天線陣元間距進行聯(lián)合優(yōu)化。在基站端陣元通過開關(guān)控制陣元接入與斷開,實現(xiàn)陣元間距的調(diào)整。以WPA算法實現(xiàn)的聯(lián)合優(yōu)化,在角度域信號導(dǎo)向矢量波束形成時可以實現(xiàn)低旁瓣干擾與高精度波束指向；在信道域預(yù)編碼波束形成時,可以加強權(quán)值與天線陣列匹配,降低不同用戶間信道相關(guān)性,從而降低同信道干擾。最后對算法進行了計算機仿真實驗,結(jié)果表明,該算法不僅可以進行導(dǎo)向失配修正,而且可以很好的對權(quán)值、天線進行聯(lián)合優(yōu)化,降低旁瓣干擾與共道干擾,改進了波束形成的效果。
【關(guān)鍵詞】：移動通信 3D MIMO WPA算法 波束形成
【學位授予單位】：大連海事大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 背景意義10-14
• 1.1.1 課題目的10
• 1.1.2 課題背景10-14
• 1.1.3 課題意義14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3 論文結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排17-20
• 第2章 大規(guī)模3D MIMO系統(tǒng)模型構(gòu)建20-32
• 2.1 移動通信技術(shù)的演進20-21
• 2.2 大規(guī)模3D MIMO通信系統(tǒng)信道模型21-30
• 2.2.1 系統(tǒng)概述21-23
• 2.2.2 系統(tǒng)信道模型23-28
• 2.2.3 系統(tǒng)信道容量分析28-30
• 2.3 信號模型30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 第3章 基于WPA算法3D MIMO波束形成32-52
• 3.1 傳統(tǒng)波束形成算法32-37
• 3.1.1 角度域傳統(tǒng)波束形成算法33-34
• 3.1.2 信道域傳統(tǒng)預(yù)編碼波束形成34-37
• 3.2 WPA算法及其改進37-43
• 3.2.1 WPA算法的提出37-40
• 3.2.2 WPA算法的改進40-42
• 3.2.3 改進WPA算法仿真分析42-43
• 3.3 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正和旁瓣約束43-46
• 3.3.1 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正43-45
• 3.3.2 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正和旁瓣約束聯(lián)合優(yōu)化45-46
• 3.4 基于WPA算法天線陣列、波束形成權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化46-49
• 3.4.1 天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化算法方案設(shè)計46
• 3.4.2 基于WPA算法天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化過程46-49
• 3.5 基于WPA算法天線陣列、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化預(yù)編碼波束形成49-51
• 3.5.1 天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化預(yù)編碼算法設(shè)計49-50
• 3.5.2 天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化預(yù)編碼算法實現(xiàn)過程50-51
• 3.6 本章小結(jié)51-52
• 第4章 仿真分析52-70
• 4.1 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正和旁瓣約束仿真52-56
• 4.1.1 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正仿真52-54
• 4.1.2 基于WPA算法導(dǎo)向失配修正聯(lián)合旁瓣約束仿真54-56
• 4.2 基于WPA算法天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化仿真56-66
• 4.2.1 基于WPA算法天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化56-59
• 4.2.2 基于WPA算法旁瓣約束天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化59-66
• 4.3 基于WPA算法天線、權(quán)值聯(lián)合優(yōu)化預(yù)編碼波束形成仿真66-67
• 4.4 本章小結(jié)67-70
• 結(jié)論70-72
• 參考文獻72-76
• 致謝76-77
• 作者簡介77

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