發(fā)布時間：2017-09-22 14:35

  本文關鍵詞：多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)頻譜效率增強方法的研究

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【摘要】：近年來,多天線通訊系統(tǒng)已經(jīng)從理論研究階段大規(guī)模應用到了當代無線蜂窩系統(tǒng)中。在如今的無線通信技術(shù)領域里,不管是在實際應用場景還是在理論研究分析中,小區(qū)間干擾都嚴重影響了通信系統(tǒng)的性能。有研究學者在2010年指出,在基站端配置大規(guī)模天線陣列取代現(xiàn)在的多天線,且在時分多址模式下,通過利用上行鏈路與下行鏈路信道狀態(tài)信息的互易性,采用上行導頻序列輔助基站的方式進行信道估計,由此形成了Massive MIMO通信系統(tǒng)。Massive MIMO技術(shù)與傳統(tǒng)的干擾協(xié)調(diào)技術(shù)不同,它通過大量增加基站天線數(shù)來減少熱噪聲和非相干的干擾對目標信號的影響,是一種從根本上挖掘利用空間無線資源,完成對干擾的抑制,從而獲得更高的頻譜效率和功率效率的方式。Massive MIMO系統(tǒng)還可通過下行預編碼技術(shù)將基站發(fā)射的下行信號能量集中在目標用戶方向,從而提高系統(tǒng)性能。前人研究表明,Massive MIMO系統(tǒng)擁有可在相同頻率資源上同時向更多移動用戶提供服務、有效的減少小區(qū)間干擾以及可提高系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率和降低功率消耗等優(yōu)點。然而,由于系統(tǒng)中多小區(qū)之間導頻復用情況的存在,使Massive MIMO系統(tǒng)中存在導頻污染的問題,從而導致隨著基站天數(shù)目的增加,系統(tǒng)性能不可能一直得到提高。另一方面,由于信道相干時間有限,系統(tǒng)受信道相干時間的限制,不能夠同時服務更多的用戶,進而使系統(tǒng)吞吐量受限。本文主要對Massive MIMO TDD系統(tǒng)的頻譜效率性能進行研究,并針對上述性能限制因素,研究了基于導頻調(diào)度的頻譜效率增強方法,由前人的研究可知,Massive MIMO系統(tǒng)的性能受導頻污染影響的大小與導頻序列的分配情況有關,令采用相同導頻的用戶間干擾很大的那些小區(qū)選用正交的導頻序列,而采用相同導頻用戶間干擾較小的那些小區(qū)選用相同的導頻,可有效地減少用戶間的導頻污染,從而達到增強系統(tǒng)性能的目的。此外,本文還提出一種基于用戶分類的頻譜效率增強方法,由于系統(tǒng)信道相干時間有限,可用于發(fā)送導頻的時間長度受信道相干時間的限制,從而使小區(qū)可服務的最大用戶終端數(shù)目受限,進而使小區(qū)容量受限�；谟脩舴诸惖念l譜效率增強方法通過將小區(qū)中的移動終端根據(jù)信道相干時間長短的不同進行分類,令所屬為不同類別的終端占用不同長度的時隙以及不同的頻譜資源進行信息傳輸,增加小區(qū)可服務的最大用戶數(shù),以達到小區(qū)信道容量增強的目的。
【關鍵詞】：大規(guī)模MIMO 時分雙工 下行預編碼 導頻污染 導頻調(diào)度 信道相干時間 用戶分類
【學位授予單位】：北京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN929.5
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-18
• 1.1 OFDM系統(tǒng)11-13
• 1.1.1 OFDM系統(tǒng)概述11-12
• 1.1.2 OFDM的正交性12-13
• 1.2 MIMO系統(tǒng)13-16
• 1.2.1 單用戶MIMO13-14
• 1.2.2 多用戶MIMO14-15
• 1.2.3 大規(guī)模MIMO15-16
• 1.3 課題研究意義16-17
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排17-18
• 第二章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)18-31
• 2.1 大規(guī)模MIMO技術(shù)簡介18-20
• 2.2 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)模型20-21
• 2.3 大規(guī)模MIMO的線性預編碼技術(shù)21-26
• 2.3.1 匹配濾波預編碼技術(shù)22-23
• 2.3.2 迫零線性預編碼技術(shù)23-24
• 2.3.3 最小均方誤差線性預編碼技術(shù)24-25
• 2.3.4 性能仿真與分析25-26
• 2.4 導頻污染問題26-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)信道模型31-61
• 3.1 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的理想信道環(huán)境31-35
• 3.1.1 小區(qū)能服務的最大移動終端數(shù)目31-32
• 3.1.2 上行鏈路數(shù)據(jù)傳輸32-34
• 3.1.3 下行鏈路數(shù)據(jù)傳輸34-35
• 3.2 非平穩(wěn)的 3D twin-cluster信道模型35-46
• 3.2.1 COST 2100信道模型簡介35-36
• 3.2.2 非平穩(wěn)的 3D twin-cluster信道模型36-46
• 3.3 基于射線追蹤的信道建模46-50
• 3.3.1 確定性信道模型46-49
• 3.3.2 基于射線追蹤的隨機信道模型49-50
• 3.4 仿真結(jié)果及性能分析50-60
• 3.4.1 理想信道下大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)性能52-55
• 3.4.2 非平穩(wěn)的 3D twin-cluster信道模型下大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)性能55-57
• 3.4.3 簡化的射線追蹤隨機信道模型下大規(guī)模MIMO的系統(tǒng)性能57-59
• 3.4.4 三種信道模型下的性能綜合分析對比59-60
• 3.5 本章小結(jié)60-61
• 第四章 大規(guī)模MIMO系統(tǒng)頻譜效率增強方法61-78
• 4.1 基于導頻調(diào)度的頻譜效率增強方法61-64
• 4.1.1 基于導頻調(diào)度的頻譜效率增強方法原理61-63
• 4.1.2 仿真結(jié)果與性能分析63-64
• 4.2 基于用戶分類的頻譜效率增強方法64-77
• 4.2.1 基于用戶分類的頻譜效率增強方法的基本原理64-65
• 4.2.2 基于用戶分類的多用戶大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸65-68
• 4.2.3 導頻和數(shù)據(jù)采用不同頻率復用因子68-69
• 4.2.4 仿真結(jié)果與性能分析69-77
• 4.3 本章小結(jié)77-78
• 總結(jié)78-80
• 參考文獻80-85
• 攻讀學位期間發(fā)表論文與研究成果清單85-86
• 致謝86

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 夏志成;羅進文;商艷麗;;第三代移動通信系統(tǒng)頻譜效率的研究[J];信息技術(shù);2007年10期

2 黃曉宇;劉望軍;;寬帶無線通信網(wǎng)絡中頻譜效率的計算方法[J];中國無線電;2006年01期

3 張R，

本文編號：901373