毫米波通信中波束赋形性能仿真平台的设计与实现

发布时间：2017-07-20 17:16

  本文关键词：毫米波通信中波束赋形性能仿真平台的设计与实现

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【摘要】：随着智能移动终端的普及和移动互联网应用的迅速发展,移动通信数据业务量呈现出指数级的增长趋势。然而3GHz以下的微波频谱资源日益紧缺,终将无法满足日益增长的高速率传输需求。毫米波具有十分丰富的频谱资源,发展毫米波宽带无线通信具有战略性的意义。 本文充分调研了毫米波信道传输的特点,并结合信道建模和天线建模的理论和方法,对毫米波通信中波束赋形性能进行了研究分析和仿真实现。论文主要完成了以下两个方面的工作： 第一,完成了毫米波波束赋形性能仿真平台的设计与实现。严格依照软件开发的全生命周期过程,首先对毫米波通信中波束赋形性能仿真平台进行了需求讨论和可行性分析。在此基础上完成了仿真平台的概要设计和各个子模块的详细设计,并给出了具体的实现方案。仿真平台采用面向接口编程的方式,保证了它对不同信道类型、天线配置以及波束赋形算法的扩展性和可维护性。 第二,利用上述仿真平台,针对毫米波通信典型场景,完成了毫米波波束赋形系统建模和链路仿真。论文对60GHz OFDM多载波信号通过IEEE802.11ad信道的传输进行了建模分析,通过仿真分析比较了基于每个子载波信道信息SVD分解的波束赋形算法和基于全载波上的码本波束赋形算法的相对波束赋形增益性能。在此基础上又进一步分析了不同码本设计的波束赋形性能。结果显示,采用更多波瓣、高阶相位的码本可以逐步逼近基于信道SVD分解的波束赋形性能,并且具有相对较低的算法复杂度和成本开销。
【关键词】：毫米波通信 波束赋形 码本 性能仿真
【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】：TN928
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-7
• 目录7-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 移动通信技术的发展9-10
• 1.1.2 毫米波通信的优势10-11
• 1.1.3 毫米波通信的挑战11-12
• 1.2 研究现状和主要内容12-14
• 1.2.1 国内外研究现状12-13
• 1.2.2 本文主要研究内容13-14
• 1.3 论文组织结构14-15
• 第二章 毫米波通信理论15-21
• 2.1 毫米波信道特征与建模15-17
• 2.1.1 自由空间传播特性15-16
• 2.1.2 反射、折射、散射以及其他传播特性16
• 2.1.3 毫米波信道建模16-17
• 2.2 毫米波多天线技术17-18
• 2.3 毫米波波束赋形算法18-21
• 2.3.1 系统模型18-19
• 2.3.2 波束赋形算法分类19-21
• 第三章 毫米波波束赋形性能仿真平台分析与设计21-27
• 3.1 需求分析21-22
• 3.2 可行性分析22-24
• 3.2.1 编程思想和方法的进步22-23
• 3.2.2 毫米波通信理论的发展23-24
• 3.3 概要设计24-27
• 第四章 毫米波波束赋形性能仿真平台实现27-47
• 4.1 界面模块27-28
• 4.2 场景模块28-31
• 4.3 天线模块31-35
• 4.4 信道模块35-40
• 4.5 流程控制模块40-42
• 4.6 波束赋形算法模块42-47
• 第五章 典型场景仿真结果和性能分析47-59
• 5.1 典型波束赋形方案47-48
• 5.2 系统模型和信道模型48-50
• 5.3 基于信道矩阵SVD分解的波束赋形50-53
• 5.3.1 优化目标50
• 5.3.2 仿真参数配置50-51
• 5.3.3 仿真结果及分析51-53
• 5.4 基于码本的波束赋形53-55
• 5.4.1 优化目标53
• 5.4.2 码本介绍53-54
• 5.4.3 仿真结果及分析54-55
• 5.5 码本波束赋形优化分析55-59
• 第六章 总结59-61
• 6.1 工作总结59-60
• 6.2 后续工作和前景展望60-61
• 参考文献61-65
• 致谢65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 邹卫霞;崔志芳;李斌;赵心言;;基于N相位的60GHz无线通信波束赋形码本设计方案[J];北京邮电大学学报;2012年03期

2 彭晓明;卓兰;;60GHz毫米波无线通信技术标准综述[J];信息技术与标准化;2012年12期

3 滕小虎;;毫米波技术及其应用分析[J];科技信息;2013年13期

4 张小红;;浅谈毫米波雷达研究及其应用[J];现代导航;2013年04期

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本文编号：569126