基于信道老化和相位噪声的大规模MIMO系统的频谱与能量效率分析

发布时间：2021-10-25 21:37

　　无线通信是通信行业发展最快的新兴产业,由此吸引了媒体和公众的关注。无线通信技术改变了我们沟通的方式。计算机、电话和互联网连接必须通过有线连接并且只能在预先固定位置使用的时代已经成为过去。蜂窝广域网（例如,基于GSM,UMTS和LTE标准）,局域网（基于不同版本的Wi-Fi标准IEEE802.11）的布置,这些通信服务现在几乎可以在地球上的任何地方实现无线访问。近年来,相关无线设备数量大幅增长。事实上,在大多数发达国家,蜂窝电话已经成为日常生活中的一种正式的商业工具,并且正在迅速取代许多发展中国家过时的有线系统。数万亿的设备通过无线网络连接和管理。同时,每个设备都或多或少需的要高数据流量（包括移动设备和固定设备）来支持语音、3D全息视频、电影和游戏等应用程序,可以这样说,每个用户每个方向都需要约100兆比特每秒。无线吞吐量的需求和无线设备的数量将不断增加。这一领域的有强大生命力主要有两个主要原因:首先,考虑到无线业务的不断增长的需求,有效利用带宽和功率的重要性日益增加。其次,无线信道容量研究中的一些主要问题最近才得到了成功的处理。衰落、宽带、多用户和多天线是现今关注的无线信道的关键特征。... 

【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：117 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
Acknowledgement
摘要
ABSTRACT
1 Introduction
    1.1 Motivation
    1.2 Road to 5G
    1.3 MIMO Review
    1.4 Point to Massive
        1.4.1 Point-to-Point MIMO
        1.4.2 Multiuser MIMO
        1.4.3 Massive MIMO
    1.5 Organization of this Thesis
2 Fundamentals of Massive MIMO
    2.1 Benefits of Massive MIMO
    2.2 System Model
        2.2.1 Uplink Transmission
        2.2.2 Downlink Transmission
    2.3 Linear Receivers (Uplink Transmission)
        2.3.1 Maximum Ratio Combining (MRC) Receiver
        2.3.2 Zero Forcing (ZF) Receiver
    2.4 Linear Precoders (Downlink Transmission)
    2.5 Mathematical Preliminaries
        2.5.1 Law of Large Numbers
        2.5.2 Lindeberg-Levy CLT
        2.5.3 Random Matrix Theory
        2.5.4 Jake's Fading Model
        2.5.5 Continuous Mapping Theorem
    2.6 Channel Aging & Phase Noise
3 Massive MIMO with Channel Aging
    3.1 System Model
    3.2 Channel Estimation
        3.2.1 Orthogonal Pilots
        3.2.2 MMSE Estimation
    3.3 Channel Aging
    3.4 Achievable rate with Channel Aging
    3.5 Maximum Ratio Combining (MRC) Receiver
        3.5.1 Spectral Efficiency
        3.5.2 Energy Efficiency
    3.6 Zero Forcing (ZF) Receiver
        3.6.1 Spectral Efficiency
        3.6.2 Energy Efficiency
    3.7 Results & Simulations
4 Massive MIMO with Phase Noise
    4.1 System Model
    4.2 Phase Noise Model
    4.3 Channel Estimation
    4.4 Channel-Phase Model
    4.5 Performance Analysis
        4.5.1 Transmission Scheme
        4.5.2 Deterministic Equivalent Analysis
    4.6 Results & Simulations
5 Conclusion and Future Works
    5.1 Conclusion
    5.2 Future Works
6 References
Author Profile and Research Achievements Obtained during the Study for AMaster's/Doctoral Degree
Dataset for the Master's Thesis


【参考文献】：
期刊论文
[1]Key techniques for 5G wireless communications:network architecture, physical layer,and MAC layer perspectives[J]. MA Zheng,ZHANG ZhengQuan,DING ZhiGuo,FAN PingZhi,LI HengChao.  Science China（Information Sciences）. 2015(04)



本文编号：3458210