基于Massive MIMO的天线选择算法研究
发布时间：2021-02-02 03:04
随着第五代移动通信技术（5G）的发展,移动数据用户对于网络的稳定性、信号质量和传输速率的需求愈来愈高,为应对其海量设备连接、爆炸性增长数据量、新兴通信业务、低时延精准要求及丰富应用场景,Massive MIMO（大规模天线技术）是第五代移动通信（5G）中提高系统容量和频谱利用率的关键技术,引起了通信技术研究领域的广泛关注与研究热潮。与上一代MIMO技术相比,Massive MIMO有着更加显著的性能优势,需要在基站（BS）侧部署数十或上百根天线,来提升频谱效率和信道容量,同时不会增加系统带宽以及功率。但是大规模MIMO技术会增加硬件复杂度、经济成本和能耗,于是为解决以上的不足天线选择技术应运而生,它可以从众多天线中选择出性能最好的天线,降低整个系统的硬件成本,提高传输效率。首先,本文介绍了Massive MIMO技术的基本架构,以及目前天线选择算法的研究现状、背景与分类,给出了天线选择算法的基本模型,并且仿真实现了已有的经典天线选择算法,并进行性能对比,并且分析特定应用场景下的一些不足。然后,对Massive MIMO天线选择算法进行深入研究。针对已有算法的一些不足,提出了一种改进的双...
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动互联网月接入流量比较
码分多址技术为核心，进行的是窄带多媒体通信，网络传输速度在信号稳定的条件下可以达到2M/S，比2G快了百倍，频带更宽传输也更加稳定。用户可以用手机在浏览器上观看网页与新闻，乔布斯发布了iPhone智能手机，从此意味着人类走向了移动多媒体时代。2013年中国三大运营商正式开通4G业务，以正交频分复用和MIMO作为核心进行互联网通信，比起3G拥有更快的速率，用户可以在线观看高清电影，能够满足用户生活的所有需求。4G是移动通信的分水岭，是通信史中发展最快的，现如今，智能手机已经成为了人们生活中必不可少的一部分。图1-2移动通信发展历程然而随着科技的飞速发展，与互联网相关的新兴业务层出不穷，4G的传输速率已然撑不起大量的设备连接，所以5G时代来临，以低时延、高速率、大连接来胜任万物互联的新时代[2]。5G的传输速率是4G的万倍，建立了以用户为中心的万物信息交互环境。5G是多技术融合的新型移动网络，涵盖了多种关键技术，其中大规模MIMO就是其中重要一环。而天线选择技术是重中之重，通过大量天线来提升整个通信系统的容量和频谱效率，选择出性能好的天线降低硬件成本，满足绿色通信的要求，利用简便的算法消除各小区、
第二章MassiveMIMO系统8tyxntHpTNtxtxtxtxt,,,21TNtytytyty,,,21TNtntntntn,,,21第二章MassiveMIMO系统大规模MIMO技术通过部署一些低成本、低功耗的天线组件来增加系统容量，但是这就导致了整个系统的成本增加，需要消耗更多的射频链路，而天线选择技术的诞生解决了这一巨大难题，以较小的性能损失降低了成本。本章首先介绍了大规模MIMO技术系统的基本模型，以及无线信道的容量的基本概念，并且对信道容量计算公式进行了推导。然后搭建了天线选择的系统模型，分别介绍了发送端、接收端和收发端联合的天线选择技术，以及几种经典的天线选择算法，最后对几种算法进行实现以及仿真对比分析，确定了改进算法的基矗2.1大规模MIMO系统模型考虑MIMO系统为点对点的模型，整个MIMO系统由发送端，接收端和无线信道三部分组成，发送端和接收端所布置的天线阵列均为线性阵列。假设发送端配备tN根天线，接收端配备N根天线。图2-1MIMO系统模型信道的输入输出为:发送端信号x(t)为：(2-2)接收端信号y(t)为:(2-3)高斯白噪声n(t)为:(2-1)(2-4)
本文编号：3013928
【文章来源】：北方工业大学北京市
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
移动互联网月接入流量比较
码分多址技术为核心，进行的是窄带多媒体通信，网络传输速度在信号稳定的条件下可以达到2M/S，比2G快了百倍，频带更宽传输也更加稳定。用户可以用手机在浏览器上观看网页与新闻，乔布斯发布了iPhone智能手机，从此意味着人类走向了移动多媒体时代。2013年中国三大运营商正式开通4G业务，以正交频分复用和MIMO作为核心进行互联网通信，比起3G拥有更快的速率，用户可以在线观看高清电影，能够满足用户生活的所有需求。4G是移动通信的分水岭，是通信史中发展最快的，现如今，智能手机已经成为了人们生活中必不可少的一部分。图1-2移动通信发展历程然而随着科技的飞速发展，与互联网相关的新兴业务层出不穷，4G的传输速率已然撑不起大量的设备连接，所以5G时代来临，以低时延、高速率、大连接来胜任万物互联的新时代[2]。5G的传输速率是4G的万倍，建立了以用户为中心的万物信息交互环境。5G是多技术融合的新型移动网络，涵盖了多种关键技术，其中大规模MIMO就是其中重要一环。而天线选择技术是重中之重，通过大量天线来提升整个通信系统的容量和频谱效率，选择出性能好的天线降低硬件成本，满足绿色通信的要求，利用简便的算法消除各小区、
第二章MassiveMIMO系统8tyxntHpTNtxtxtxtxt,,,21TNtytytyty,,,21TNtntntntn,,,21第二章MassiveMIMO系统大规模MIMO技术通过部署一些低成本、低功耗的天线组件来增加系统容量，但是这就导致了整个系统的成本增加，需要消耗更多的射频链路，而天线选择技术的诞生解决了这一巨大难题，以较小的性能损失降低了成本。本章首先介绍了大规模MIMO技术系统的基本模型，以及无线信道的容量的基本概念，并且对信道容量计算公式进行了推导。然后搭建了天线选择的系统模型，分别介绍了发送端、接收端和收发端联合的天线选择技术，以及几种经典的天线选择算法，最后对几种算法进行实现以及仿真对比分析，确定了改进算法的基矗2.1大规模MIMO系统模型考虑MIMO系统为点对点的模型，整个MIMO系统由发送端，接收端和无线信道三部分组成，发送端和接收端所布置的天线阵列均为线性阵列。假设发送端配备tN根天线，接收端配备N根天线。图2-1MIMO系统模型信道的输入输出为:发送端信号x(t)为：(2-2)接收端信号y(t)为:(2-3)高斯白噪声n(t)为:(2-1)(2-4)
本文编号：3013928
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