面向5G的大规模MIMO预编码算法研究

发布时间：2017-10-10 00:39

  本文关键词：面向5G的大规模MIMO预编码算法研究

  更多相关文章： 5G 大规模MIMO 预编码 容量 导频污染

【摘要】：移动通信从第一代到第四代发展十分迅速,它给我们的生活带来了无可比拟的便利,同时人们对移动通信新技术的研究也从未停歇,第五代移动通信的研究正在逐步展开。大规模MIMO技术在5G移动通信中占据十分重要地位,它不仅能够大幅度地提高系统的容量和速率,而且能效更高。随着天线数的增加,预编码技术能够显著提高大规模MIMO系统的频谱效率和容量、简化接收机的算法复杂度,因此已成为目前移动通信领域的研究热点。本文研究面向5G的大规模MIMO预编码技术。在线性预编码中,对最大比发射(MRT)预编码、迫零(ZF)预编码、最小均方误差(MMSE)预编码以及最大信漏噪比(SLNR)预编码等进行了理论分析,并仿真比较了它们的误比特率及和速率等性能指标。研究表明,MMSE预编码相对于ZF、MRT预编码具有更好的性能。同时比较分析了在多小区环境下几种线性预编码算法的信干比(SIR)及对导频污染的抵御情况,并仿真验证了分析结论。在非线性预编码中,对脏纸编码、THP预编码和矢量预编码进行了分析研究,并仿真比较了基于ZF和基于MMSE的THP预编码以及基于不同原则的矢量预编码的误比特率,研究表明非线性预编码与线性预编码相比容量上具有优势。最后,本文提出了一种考虑误块率的预编码方案,该方案适用于基于OFDM的大规模MIMO系统。新方案对传统的正则化块对角预编码方法进行了改进,分析和仿真表明新方案的误块率明显低于传统的线性预编码技术。
【关键词】：5G 大规模MIMO 预编码 容量 导频污染
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第一章 绪论8-16
• 1.1 研究背景8-12
• 1.1.1 移动通信的发展8-10
• 1.1.2 5G的提出和意义10-12
• 1.2 5G中大规模MIMO下行预编码算法进展12-15
• 1.2.1 预编码技术简介12-13
• 1.2.2 大规模MIMO下行预编码技术的研究现状13-15
• 1.3 论文研究内容和结构安排15-16
• 第二章 MIMO模型与分析16-26
• 2.1 单用户MIMO系统模型与可达速率16-20
• 2.1.1 单用户MIMO系统模型16-17
• 2.1.2 单用户MIMO可达速率17-20
• 2.2 多用户MIMO系统模型与和速率20-23
• 2.2.1 多用户MIMO信道模型20-21
• 2.2.2 反向信道21-22
• 2.2.3 前向信道22-23
• 2.3 大规模MIMO系统特性23-24
• 2.4 本章小结24-26
• 第三章 线性预编码算法26-43
• 3.1 线性预编码算法27-32
• 3.1.1 最大比发射预编码算法27
• 3.1.2 迫零预编码算法27-28
• 3.1.3 最小均方误差预编码算法28
• 3.1.4 基于最大信漏噪比的预编码算法28-30
• 3.1.5 仿真分析30-32
• 3.2 大规模MIMO中的导频污染32-35
• 3.3 多小区大规模MIMO系统中的线性预编码及其SIR35-41
• 3.3.1 ZF预编码35-36
• 3.3.2 MMSE预编码36-38
• 3.3.3 SLNR预编码38-40
• 3.3.4 仿真分析40-41
• 3.4 本章小结41-43
• 第四章 非线性预编码算法43-52
• 4.1 脏纸编码43
• 4.2 THP预编码43-47
• 4.2.1 基于ZF准则的THP预编码45-46
• 4.2.2 基于MMSE准则的THP预编码46-47
• 4.3 矢量预编码47-48
• 4.4 仿真分析48-50
• 4.5 本章小结50-52
• 第五章 一种考虑BLER的大规模MIMO预编码算法52-62
• 5.1 现行预编码的缺陷52-53
• 5.2 BD及RBD预编码思想53-54
• 5.2.1 BD预编码思想53-54
• 5.2.2 RBD预编码思想54
• 5.3 基于RBD思想的大规模MIMO预编码方案54-60
• 5.3.1 信道模型54-55
• 5.3.2 方案描述55-60
• 5.4 仿真分析60-61
• 5.5 本章小结61-62
• 第六章 总结与展望62-63
• 参考文献63-66
• 附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文66-67
• 附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目67-68
• 致谢68

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本文编号：1003389