多天线毫米波系统中基于张量分解的信道估计方法研究
本文选题：多天线毫米波系统 + 信道估计 ； 参考：《电子科技大学》2017年博士论文
【摘要】：随着互联网技术的发展,用户对无线数据业务的需求日益增加。这对物理层无线通信系统的设计带来了更多的挑战。为了保证无线通信产品能为用户提供更快、更可靠、更节能的数据传输业务,将无线通信传输频段扩展到高频段成为未来无线通信发展的主要趋势之一。因此毫米波通信技术作为下一代蜂窝网无线通信系统的核心技术之一已成为工业界与学术界的共识。为了更好的提高频谱利用率以及克服传输中的路径损耗,在基站与用户端都会采用多天线的设计方式以提供更多的传输自由度。同时,为了降低射频链路的能量消耗,射频通道数通常会小于天线数。进一步,为了有效地进行预编码/波束赋形,基站端与用户端都需要获得各自对应的信道状态信息。对于频分双工——Frequency Division Duplex(FDD)的系统,发射端(基站或者用户端)需要传输导频信号给接收端,接收端通过该导频估计信道,接着再将估计出的信道状态信息反馈到发射端,从而保证发射端能够使用信道状态信息进行预编码设计。对于时分双工——Time Division Duplex(TDD)的系统,发射端可以利用接收信道与传输信道的互易性,通过估计出的接收信道状态信息来进行发射的预编码设计。对于以上讨论的FDD与TDD两种传输制式,本文主要针对基站作为数据传输端的情形进行讨论;即对于FDD系统,主要讨论用户端如何获取用于反馈的下行信道状态信息;对于TDD系统,主要讨论基站端如何获取上行信道状态信息用于下行预编码的设计。进一步,由于基站与用户端都采用了数模混合的多天线结构,如果采用传统的空域正交导频设计方式将大幅增加信道估计的导频开销。为了有效的解决该问题,可以利用毫米波信道有限散射的特点,即信道可以被有限的参数所描述。这种特点表现为多天线系统角度域的稀疏性以及系统响应在时间域的稀疏性。因此,本文的研究重点为如何利用该稀疏性有效地降低信道估计的导频开销。本文提出以张量作为基本数据结构的导频传输架构,同时以张量分解作为有效的数学工具来处理上述的FDD与TDD传输制式下的信道估计问题。具体的,对于FDD的传输制式,本文讨论多天线正交频分复用系统中的下行信道估计问题,利用多载波多天线收发端信道固有的三阶低秩张量结构,提出将接收导频信号建模为三阶张量,并给出基于张量分解的信道估计与分析方法。对于TDD的信道估计问题,本文先讨论单载波多天线的上行信道估计问题,利用多用户多天线收发端信道固有的三阶低秩张量结构,提出基于张量分解的信道估计方法;此外也简要讨论了多天线正交频分复用系统下基于张量分解的上行信道估计方法。对于以上的建模与求解方法,都可以通过张量分解的唯一性条件,为导频设计提供有效的准则。与此同时,张量分解唯一性条件也可作为分析导频开销临界条件的方法。此外,为了与传统的方法进行对比,本文将基于张量分解的信道估计方法与压缩感知方法进行了比较。由于基于张量分解的信道估计方法有效的利用了毫米波信道多维低秩结构,理论分析和仿真结果表明该方法具有更低的计算复杂度,同时对信道的恢复性能更好。
[Abstract]:In order to improve the frequency spectrum utilization rate and to overcome the path loss in the transmission , the transmission end ( base station or user end ) needs to transmit pilot signal to the receiving end . and the recovery performance of the channel is better .
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN928
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 陈长生;;求解一般信道容量的方法分析[J];电脑与电信;2010年01期
2 邹明,张国平;纯态纠缠源条件下密集编码的信道容量比较[J];湖北民族学院学报(自然科学版);2005年02期
3 王君;朱世华;王磊;;平坦衰落环境中多输入多输出系统衰落相关与信道容量研究[J];电子与信息学报;2006年02期
4 周四清;;一类小波域图像乘性水印信道容量的计算[J];计算机工程与应用;2006年35期
5 张远平;王雅;仲波;;二维受限编码信道容量的分析[J];科学技术与工程;2006年24期
6 田大钢;;关于单位成本信道容量的注记[J];通信学报;2011年04期
7 巩慧叶;张远平;李鹏;;二维非对称受限编码信道容量的证明[J];计算机工程与设计;2012年02期
8 彭纪纲;一类输入受限码信道容量的估算[J];华中工学院学报;1985年S3期
9 吴俊杰;;信道的容量:同一时间内传输多组信号[J];中国信息技术教育;2014年17期
10 蒋丽珍,邬良能,余虹;单模压缩信道的纠缠辅助容量[J];中国计量学院学报;2004年02期
相关会议论文 前10条
1 屠佳;蔡跃明;;双向中继对秩亏MIMO信道容量的影响[A];2009年通信理论与信号处理学术年会论文集[C];2009年
2 周小林;方朝曦;;考虑阴影衰落的分布式多天线正交频分复用系统的信道容量研究[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年
3 刘宝妹;李琳;李正权;;一种基于匙孔信道的空时网格编码技术研究[A];第三届全国虚拟仪器大会论文集[C];2008年
4 王谦;岳殿武;;具有同信道干扰的MIMO各态历经信道容量研究[A];2009通信理论与技术新发展——第十四届全国青年通信学术会议论文集[C];2009年
5 刘蕾蕾;洪伟;;视距传输下散射体对MIMO无线信道的影响[A];2007年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2007年
6 黄海燕;王秉中;;UWB室内无线信道建模方法研究进展[A];2009年全国天线年会论文集（下）[C];2009年
7 于晓燕;王加庆;杨绿溪;;基于PSAM的MIMO时间—频率双选择性信道的信道估计[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年
8 朴大志;李启虎;孙长瑜;;两种典型浅海水声MIMO信道容量的研究[A];2005年全国水声学学术会议论文集[C];2005年
9 闫秋娜;岳殿武;;具有同信道干扰的MIMO系统信道容量研究综述[A];中国电子学会第十五届信息论学术年会暨第一届全国网络编码学术年会论文集（下册）[C];2008年
10 崔燕妮;陆安现;申东娅;;Rayleigh-Lognormal衰落MIMO信道容量的研究[A];2009年全国天线年会论文集（下）[C];2009年
相关重要报纸文章 前5条
1 ;DFS：有关802.11n的新话题[N];网络世界;2008年
2 陈代寿;MIMO提高信道容量[N];中国计算机报;2005年
3 王舒;MIMO：新一代移动通信核心技术[N];人民邮电;2006年
4 华为 刘方;802.11ac为WLAN带来的六大变革[N];中国计算机报;2012年
5 ;VoIP向何处去[N];网络世界;2001年
相关博士学位论文 前10条
1 周舟;多天线毫米波系统中基于张量分解的信道估计方法研究[D];电子科技大学;2017年
2 顾军;多小区多用户MIMO系统干扰对齐技术研究[D];重庆大学;2015年
3 Balla Moussa Coulibaly;宽带与宽带虚拟MIMO无线信道传输特性研究[D];华北电力大学;2015年
4 任海英;干扰对齐在现代通信中的应用研究[D];北京邮电大学;2015年
5 董政;对称α稳定分布噪声下稀疏双选信道估计与编译码技术研究[D];解放军信息工程大学;2013年
6 张福新;协同车辆安全系统自适应信道拥塞控制研究[D];大连理工大学;2016年
7 黄伟;成像通信系统性能研究与优化[D];中国科学技术大学;2017年
8 熊鑫;大规模MIMO与OFDM无线通信信道信息获取理论方法研究[D];东南大学;2017年
9 蒲旭敏;近距离多天线无线通信关键技术研究[D];电子科技大学;2016年
10 王妮娜;基于压缩感知理论的无线多径信道估计方法研究[D];北京邮电大学;2012年
相关硕士学位论文 前10条
1 崔文娟;高移动场景下有限反馈信道研究[D];西南交通大学;2015年
2 冯肖扬;WIMAX信道解码系统的设计与实现[D];电子科技大学;2014年
3 曲博;基于分簇的干扰对齐技术研究[D];电子科技大学;2014年
4 程宁;室内全双工自干扰信道测量与建模[D];电子科技大学;2014年
5 张志佼;多用户空间相关MIMO信道容量研究[D];南京航空航天大学;2014年
6 周涛;基于FPGA的线性干扰对齐通信系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2014年
7 吴立新;多用户中继干扰信道中干扰对齐算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
8 付强;MIMO信道容量仿真分析与干扰信道编码方案实现方法[D];西安电子科技大学;2015年
9 戴锡平;MIMO-OFDM系统接收中信道估计技术研究[D];解放军信息工程大学;2014年
10 宋鹏遥;无线通信系统下信道估计及符号检测算法的研究[D];北方工业大学;2016年
，本文编号：1891139
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1891139.html
