本文關(guān)鍵詞：干擾系統(tǒng)中的協(xié)作和協(xié)調(diào)機(jī)制及熱點(diǎn)區(qū)域Massive-MIMO容量分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：無(wú)線通信環(huán)境中,用戶通信信號(hào)之間的相互干擾常常是限制系統(tǒng)容量的瓶頸所在。在本論文中,我們分別針對(duì)干擾系統(tǒng)中的認(rèn)知、協(xié)調(diào)及大規(guī)模天線等技術(shù)進(jìn)行了一系列研究工作。我們的主要工作包括：在主動(dòng)避免干擾的認(rèn)知系統(tǒng)中,我們?cè)O(shè)計(jì)了以能量效率最優(yōu)為目標(biāo)的協(xié)作方式進(jìn)行頻譜感知。在無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)中,我們基于干擾協(xié)調(diào)技術(shù),針對(duì)其中一些基本的通信模式設(shè)計(jì)了用戶之間有效應(yīng)對(duì)相互干擾、實(shí)現(xiàn)并行通信的MAC層協(xié)議。在信道存在相關(guān)性的“熱點(diǎn)”區(qū)域中,我們分析了通過(guò)多用戶信道漸近正交化抑制用戶間干擾的大規(guī)模天線技術(shù)在其中的性能表現(xiàn)。在第一個(gè)工作中,我們以一個(gè)新的思路提出了合作頻譜感知的方案：在盡可能避免對(duì)授權(quán)用戶干擾的前提下,以認(rèn)知用戶完整通信過(guò)程(包括頻譜感知階段和其后的通信階段)中整個(gè)認(rèn)知用戶系統(tǒng)的能量效率最優(yōu)為目標(biāo),尋求最合適的合作頻譜感知精度。我們首先對(duì)此問(wèn)題建立了數(shù)學(xué)模型,并進(jìn)一步針對(duì)認(rèn)知用戶分布密集和認(rèn)知用戶分布分散的兩種場(chǎng)景進(jìn)行了深入的分析。在前一場(chǎng)景中,通過(guò)合理的假設(shè)及近似,選擇“哪些”認(rèn)知用戶參與合作頻譜感知能使能量耗損最低的問(wèn)題將退化為確定由“多少”認(rèn)知用戶參與合作感知。在后一場(chǎng)景中,我們針對(duì)確定參與合作頻譜感知的認(rèn)知用戶的最佳組合的需求設(shè)計(jì)了一個(gè)啟發(fā)式的算法,此算法不僅具有更低的復(fù)雜度,而且我們通過(guò)仿真驗(yàn)證了其性能非常接近最優(yōu)的窮舉算法。在第二個(gè)工作中,我們首先基于兩路數(shù)據(jù)流的多天線X信道上的干擾協(xié)調(diào)算法,對(duì)能夠從X信道拓展出的各類(lèi)通信模式進(jìn)行了物理層算法的推導(dǎo)；同時(shí),針對(duì)這些通信模式,我們?cè)趥鹘y(tǒng)協(xié)議的通過(guò)信令交互建立通信鏈路的方式的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了在這些新的通信模式中所需要的信令(控制幀)結(jié)構(gòu)；并在此基礎(chǔ)上分析了各類(lèi)通信模式所對(duì)應(yīng)的協(xié)議執(zhí)行流程。此工作不僅可以實(shí)現(xiàn)用戶并行通信,還可以通過(guò)一定的調(diào)度來(lái)構(gòu)造復(fù)用增益更高的通信模式,以此帶來(lái)網(wǎng)絡(luò)容量的提升。在第三個(gè)工作中,我們首先分析了用戶密度高、用戶信道之間相似度很大的熱點(diǎn)區(qū)域中,用戶信道的數(shù)學(xué)模型是怎樣建立的。其次,我們分別通過(guò)理論分析和仿真驗(yàn)證說(shuō)明了在這樣的信道模型之下,大規(guī)模天線針對(duì)單個(gè)用戶的信道有良好的去相關(guān)性,這一點(diǎn)明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的有限數(shù)目的多天線系統(tǒng)；但是,熱點(diǎn)區(qū)域中多個(gè)用戶的信道之間的相關(guān)性仍然對(duì)容量有很大的影響,這一影響不能通過(guò)增加天線數(shù)目而得到解決。
【關(guān)鍵詞】：合作頻譜感知 干擾協(xié)調(diào) MAC協(xié)議 大規(guī)模天線 熱點(diǎn)區(qū)域
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN919.3
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 第1章 緒論12-22
• 1.1 研究背景及意義12-15
• 1.1.1 認(rèn)知無(wú)線電以及合作頻譜感知技術(shù)12-13
• 1.1.2 多天線干擾協(xié)調(diào)以及MIMO MAC協(xié)議13-14
• 1.1.3 多用戶MIMO以及大規(guī)模天線技術(shù)14-15
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-18
• 1.2.1 認(rèn)知無(wú)線電中的合作頻譜感知技術(shù)15-16
• 1.2.2 多天線干擾協(xié)調(diào)以及MIMO MAC協(xié)議16-17
• 1.2.3 多用戶MIMO以及大規(guī)模天線技術(shù)17-18
• 1.3 本論文的主要內(nèi)容、研究動(dòng)機(jī)及結(jié)構(gòu)安排18-22
• 1.3.1 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中以能量效率最優(yōu)為目標(biāo)的合作策略18-20
• 1.3.2 基于多天線干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的無(wú)線網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)20
• 1.3.3 大規(guī)模天線服務(wù)小區(qū)內(nèi)熱點(diǎn)時(shí)信道相關(guān)性對(duì)容量的影響20-22
• 第2章 認(rèn)知無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中以能量效率最優(yōu)為目標(biāo)的協(xié)作頻譜感知策略設(shè)計(jì)22-36
• 2.1 引言22-23
• 2.2 系統(tǒng)模型23-26
• 2.2.1 網(wǎng)絡(luò)模型和合作頻譜感知23-25
• 2.2.2 基本的協(xié)議結(jié)構(gòu)25-26
• 2.3 問(wèn)題描述26-28
• 2.4 認(rèn)知用戶分布密集的場(chǎng)景28-30
• 2.5 認(rèn)知用戶分布分散的場(chǎng)景30-32
• 2.6 仿真分析32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-36
• 第3章 基于干擾協(xié)調(diào)技術(shù)的無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)MAC協(xié)議設(shè)計(jì)36-53
• 3.1 引言36-37
• 3.2 系統(tǒng)模型及物理層算法37-39
• 3.3 媒體接入控制層(MAC)協(xié)議39-40
• 3.3.1 控制幀設(shè)計(jì)39-40
• 3.4 網(wǎng)絡(luò)中的通信模式與相應(yīng)的協(xié)議執(zhí)行過(guò)程40-51
• 3.4.1 物理層編、解碼40-45
• 3.4.2 MAC層協(xié)議執(zhí)行流程45-51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第4章 熱點(diǎn)區(qū)域Massive-MIMO容量分析53-64
• 4.1 引言53
• 4.2 系統(tǒng)模型53-55
• 4.3 “熱點(diǎn)”用戶的信道相關(guān)性分析55-58
• 4.3.1 單環(huán)散射模型(One-Ring Scattering Model)55
• 4.3.2 自協(xié)方差矩陣與Kauhunen-Loeve變換55-58
• 4.4 下行容量58-59
• 4.5 仿真分析59-62
• 4.5.1 大規(guī)模天線中信道相關(guān)系數(shù)的特點(diǎn)59-61
• 4.5.2 信道相關(guān)性對(duì)容量的影響61-62
• 4.6 本章小結(jié)62-64
• 第5章 總結(jié)與展望64-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 個(gè)人簡(jiǎn)歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的論文69

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本文編號(hào)：424271