时分双工系统中大规模MIMO的干扰抑制策略研究

发布时间：2020-11-04 07:24

　　 在未来的无线通信系统中,我们对信道容量,频谱利用率,数据传输速率以及服务质量等有了更高的要求。我们需要更高的数据传输速率和更好的服务质量。无线多输入多输出(Multiple-InputMultiple-Output,MIMO)系统在通信系统中具有巨大的优势。MIMO技术已经成为无线通信领域的关键技术之一,通过近几年的持续发展,MIMO技术将越来越多地应用于各种无线通信系统。大规模MIMO被认为是下一代通信系统的关键技术。但大规模MIMO系统中的干扰严重的影响通信系统的性能,也成为抑制大规模MIMO发展的一大瓶颈。大规模MIMO系统中存在干扰很难完全消除。为了降低干扰对时分双工系统(Time Division Duplex System,TDD)下行链路传输性能下降,我们首先深入了解了系统中干扰的产生,对比分析了主流的干扰抑制算法的优缺点,根据系统干扰的统计特性,提出了一种线性预编码算法。在存在系统干扰的情况下,我们推导了大规模MIMO系统下行链路中的信泄噪比(Signal to Leakage and Noise Ratio,SLNR),然后最大化用户的平均信泄噪比SLNR,最后推导适用于减轻大规模MIMO中干扰的预编码矩阵,提出了一种基于预编码矩阵的干扰抑制策略。为了完成算法的仿真,简述了无线通信和MIMO信道的发展历史和背景,基于无线信道的基本理论分析了两种信道模型——WINNERII模型和克罗内克(Kronecker)模型的建模方法。对比分析了两个模型的优缺点,并对它们代码进行改写,使得它们能够仿真大规模MIMO,并从信道容量和误码率两个指标验证仿真平台的有效性,最后用搭建好的平台进行仿真,实现本文提出的算法,并且与传统MIMO系统中干扰抑制算法的性能进行了对比分析。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TN919.3
【部分图文】：

的现实无线信号传播的环境中，ＭＩＭＯ技术能提高提高传输信号的稳定性，降??低功率损耗，加快了信号的传输速率。??ＭＩＭＯ模型如图３－１所示??！?１??Ｎ根天线?Ｍ根天线?；??１?ｆ??美?ｆ??；?，Ｉ?厂、卜１（０?＼??Ｉ?ｙ７?乃（〇「ｆ＇２?ｉ?＇Ｉ、⑴?＼?■??！?＞＜〇?＜?：?ｉ?＊?ｉ?：?／??＼?〇?ｉ?媒：＇ｉ?。?／??ｉ?＼?…ｌ介?／?、，?／??！?＼ｙｗ（ｔ＞Ｋ?＼?Ｉ?ｓＭ（ｔ）／??＊?＼?＼?／?！??：?＼Ｊ?；??Ｉ?基站ＢＳ?移动台ＭＳ??［?????????！??图３－１?ＭＩＭＯ模型示意图??如图３－１所示，我们假设基站侧（Ｂａｓｅ?Ｓｔａｔｉｏｎ，?ＢＳ）有Ｎ根天线，接收端有??Ｍ根天线。由于信号的多径效应的影响，我们又假设每条信号传播路径有Ｋ条??子径（Ｓｕｂ－ｐａｔｈ?）?［２５］。如果基站的发送的调制数据向量为ｙ⑴＝??ｙｗ⑴］＇?里面的凡（〇为第Ｎ根的调制信号；接收端的接收信号??矢量为＾（〇?＝?［＾⑴七⑴，同样ｓＭ（ｔ）代表第Ｍ根天线的接收信号［２３］。??１１??

收天线的排列都是线性均匀阵列，两端天线的间隔是２?ｘ?Ａ＝０．２４ｍ，采样点是２５６，??选择的是下行链路，仿真环境是城市微小区。我们仿真的是不同天线阵列，不同??信噪比情况下的平均容量曲线。把参数设置成一样后我们得到仿真图３－５。??两个模型容量对比??５０?ｒ?；?：?；???ｒ?￣￣；??ｉ?—２＊２克罗内克模型：??４５?ｒ??——???－?－?－?３＊３?克罗内克?－??４Ｍ克罗内克??４０１？…?????一Ｉ—２＊２ＷＩＮＮＥＲＩ膜型？??Ｉ?—０—３＊３?ＷＩＮＮＥＲＩ丨模型…???????—＊—４ＭＷＩＮＮＥＲＨ模型一??荟?３〇｜?［??１５?２５－?????－－ｓ—：??ｍ?：?：??？２。［?－－?－－?－－－－－－－－－????１°?——?—?一—??５???…－????０?卜二。￣——＾?＝?ｒ?ｒ?：?＾??０?５?１０?１５?２０?２５?３０??信嗓比ＳＮＲｉｎＤＢ??图３－５仿真容量对比图??２１??

两端天线的间隔是２?ｘＡ＝０．２４ｍ，采样点是２５６，选择的是下行链路，??仿真环境是城市微小区。??「每径功率：０?－９．７ｄＢ?－＼９２ｄＢ?－２２ＭＢ??ＰＤＰ?＝??每径时延：０?ｌｌ〇ｘｌ〇－９ｍ?１９０ｘ１（Ｔ９ｍ?４１〇ｘ１〇－９ｔｗ??ＢＳ?端ＡＯＡ＝［２０°?２０。２０。２０。］??ＢＳ?端ＡＳ?＝［１０。１０。１０。１０。］??ＭＳ?端?ＡＯＤ＝［２２．５。２２．５。２２．５。２２．５。］??Ｎ／ｆＣ＾ＡＣ?「１８０。１８０。１８０。１８０°＇??ＭＳ?牺?ＡＳ?＝?ｉ?ｉ?ｉ?￥??ｙｊ?ｊ?Ｖ－ｊ?Ｖ?Ｊ?Ｖ?Ｊ??无线信道是莱斯衰落信道，莱斯因子分布为??［３ｄ５，－１００ｄＳ，－１００ｄＳ，－１００ｄＳ］。这说明在当前的传播环境是有直射径的，是??视距的（ＬＯＳ）。??在仿真相关性时，我们天线的规模为６４ｘ４０的天线阵列。我们得到如图５－２??的仿真图。??＜ｈ＇ｎ?＾??１??．——ｉ——．?＜￣?１?＞——．——Ｉ——．?．￣?１?－——．——．?．——．?＇—?１．?．?．?．——．?．￣??：
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本文编号：2869810