大规模天线系统中无线携能通信发射机优化算法研究

发布时间：2017-05-12 05:14

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【摘要】：本篇论文研究了大规模天线系统中无线携能通信发射机优化算法,主要内容包括： 1.研究了多输入多输出(MIMO)技术和预编码技术。分析了大规模多天线系统主要优势、基本系统模型和实际信道模型。 2.提出了无线携能通信的发射机联合优化模型及优化算法。确立了多信息速率(ID)用户,单充能捕获(EH)用户下,性能最大化的目标函数和无线充能的基本约束条件。通过等效转换将目标函数转为Weighted MMSE问题,使用凸优化方法进行求解。并通过约束条件合并,得到了低复杂度的线性搜索求解方法。 3.研究了多信息速率(ID)用户,多充能捕获(EH)用户的最优化问题,通过提出虚拟小区与无线充能预编码矩阵的构想,将多EH问题转化为多虚拟小区Weighted MMSE最优化问题。仿真实践证明,本算法在大规模多天线情况下,能得到很好的运用。对于大规模多天线系统常见的大量ID用户同时存在的情况,作者设计出了有效进行用户选择的机制,以低复杂度为代价实现有效的分配。 4.完成了系统仿真平台的搭建设计和实现,并进行仿真,仿真验证了算法的有效性。
【关键词】：SWIPT 大规模多天线阵列 凸优化 拉格朗日
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN820;TN838
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 移动通信发展历程及现状9-11
• 1.1.1 移动互联网与移动通信技术9-11
• 1.2 无线充能技术简介11-13
• 第二章 无线携能方案关键支撑技术13-33
• 2.1 多输入多输出天线技术(MIMO)13-21
• 2.1.1 MIMO技术概述13-14
• 2.1.2 常见预编码矩阵方案14-21
• 2.2 MASSIVE MIMO技术的发展21-33
• 2.2.1 Massive MIMO的优点21-23
• 2.2.2 Massive MIMO的导频估计23-25
• 2.2.3 FD-MIMO信道模型25-33
• 第三章 单用户无线携能通信系统33-47
• 3.1 无线携能系统概述33-36
• 3.1.1 系统模型33-34
• 3.1.2 目标问题的提出,阐述与分析34-36
• 3.2 速率最大化等效转化36-38
• 3.3 WEIGHTED-MMSE算法38-41
• 3.3.1 Weighted-MMSE问题的提出38-39
• 3.3.2 算法各步骤详细说明39-41
• 3.4 充能约束条件的实现41-47
• 第四章 多用户无线携能通信系统47-65
• 4.1 多EH问题概述47-48
• 4.2 ZF充能权重矩阵48-51
• 4.2.1 迫零和块对角化预编码48-49
• 4.2.2 等效分离思维49-51
• 4.3 用户分组与功率分配51-57
• 4.3.1 多EH的用户解决方案51-57
• 4.4 大规模天线下的用户分组57-60
• 4.4.1 大规模多天线的性能分析58-59
• 4.4.2 用户分组算法59-60
• 4.4.3 用户排序选择方案60
• 4.5 大规模天线下W-MMSE算法的实用性与复杂度讨论60-65
• 第五章 系统仿真及论证分析65-70
• 5.1 无线携能的基本性能衡量指标65
• 5.2 单EH的无线携能通信系统65-70
• 第六章 总结与展望70-72
• 6.1 全文工作总结70
• 6.2 不足与展望70-72
• 致谢72-74
• 参考文献74-78
• 攻读学位期间发表的学术论文78

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 徐国珍;蒋伟;刘安;项海格;罗武;;有限反馈下大规模MIMO系统性能仿真[J];重庆邮电大学学报(自然科学版);2012年05期

2 任立刚,宋梅,乔强国,宋俊德,朱松俭,郗松楠;MIMO+OFDM:新一代移动通信核心技术[J];中国数据通信;2003年10期

3 尤肖虎;潘志文;高西奇;曹淑敏;邬贺铨;;5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J];中国科学:信息科学;2014年05期

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本文编号：358867