分布式MIMO通信系统的天线选择研究

发布时间：2020-07-03 11:34

【摘要】：分布式MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术是传统点对点集中式MIMO技术(简称集中式MIMO技术)和分布式天线技术的结合。相对于集中式MIMO技术,分布式MIMO技术可以扩大信号覆盖范围,提高小区边缘用户体验,而相对于分布式天线技术则可以获得更大的系统容量,因此分布式MIMO技术被认为是未来通信中一项非常有前途的技术。本文对分布式MIMO系统的天线选择技术进行了研究,具体研究内容体现在以下方面:(1)分布式MIMO系统中的天线数远大于集中式MIMO系统和分布式天线系统中的天线数,现有天线选择算法未考虑分布式MIMO系统的分布式特征,若直接采用类似集中式MIMO系统中的天线选择算法,会因天线数量的增加而导致算法的计算复杂度很高。本文从分布式MIMO系统的分布式特征出发研究了一种先选端口后选天线的天线选择算法。首先,根据天线端口单元的信道矩阵筛选天线端口单元,接着,在选定的天线端口中进行天线选择。考虑到同一天线端口单元的天线之间可能相关,天线间的相关性会造成一定程度的容量损失,因此天线选择根据范数相关准则进行,并通过迭代更新优化参数逐次选出对系统容量贡献较大的天线。与经典算法的仿真对比结果表明,该算法不仅有较低的计算复杂度并具有和穷举搜索法相近的系统容量。(2)鉴于节能是无线通信系统的重要发展方向,本文在多小区分布式MIMO系统中,研究了一种基于能效优化的天线选择算法。首先,根据相关矩阵和大尺度信道信息选出天线端口单元,接着,对各小区已选出的天线端口单元分别使用能效递增的天线选择算法,得到各小区能效最优时的传输天线集合,最终获得基于能效优化的多小区分布式MIMO系统的传输天线集合。本文算法在发射端使用了减小反馈开销的天线选择方式,发送端仅需获取信道相关矩阵和信道大尺度信息;此外,考虑了同一个小区内的信号联合处理,将其它小区的信号视为干扰信号。对比仿真结果表明,本文算法性能逼近最优算法,并且降低了系统开销,同时本文算法性能优于大尺度信道信息算法。
【学位授予单位】：广西师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN919.3
【图文】：

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【参考文献】