当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

基于新型网络架构的5G系统信道估计和预编码技术研究

发布时间:2018-05-29 11:02

  本文选题:信道状态信息 + 信道估计 ; 参考:《电子科技大学》2017年硕士论文


【摘要】:近年来,随着智能手机的进一步普及,用户们对于高速数据业务的需求呈爆炸式增大,这些需求促进了我们对第五代移动通信系统(5G)的研究。目前,中国、欧盟和美国都开始了对5G系统关键技术的研究,并且预计将在2020年开始商用。相较于现有的第四代移动通信系统(4G)系统,5G系统需要在系统容量和频谱利用率上,进一步提高系统的传输性能。故而,5G系统需要应用一些更加高效的技术手段,比如Massive-MIMO技术、信道估计技术、预编码技术等等。Massive-MIMO系统中的复杂的、大量的实时数据计算,就会极大增加系统的数据处理时延,而未来5G系统的一个非常重要的需求就是数据处理中的超低时延。ITU、IMT-2020等国内外5G研究机构均对5G提出了毫秒级的端到端时延要求,即理想情况下端到端时延为1ms,典型端到端时延为5-10ms左右。为了应对未来5G系统对于极低时延的需求,在第二章中,我们介绍了新型软件定义协议(Software-Defined Protocol,SDP)网络架构的基本思想,并在此SDP网络架构下提出了软件定义扇区(Software Defined Sector,SDS)模式,并对这种软件定义扇区模式的计算复杂度性能优势进行仿真验证;最后介绍了基于软件定义扇区模式的时分导频帧格式,并将对其进行了计算复杂度的仿真分析。Massive-MIMO技术有着很高的频谱利用率、很好的鲁棒性和很高的传输速率等优势,故而成为下一代蜂窝移动通信系统(5G)中非常被看好的技术之一。移动信道的信道状态信息的获得是Massive-MIMO系统中的关键问题。在第三章中,我们首先介绍了传统MIMO系统中的四种经典信道估计算法,并分析它们在MassiveMIMO系统中的性能和不足;接着提出了一种新型软件定义扇区模式信道估计算法,即SDS-MMSE信道估计算法,并对其进行了性能仿真和结果分析。本文提出的SDS-MMSE信道估计算法可以获得接近理想MMSE信道估计的MSE性能表现,而不需要额外的开销。我们还得到了本文所提算法的MSE分析表达式,这将帮助我们进行进一步的系统设计和性能估计。在Massive-MIMO系统中,由于渐进正交的信道特性,线性预编码技术可以实现近似通道容量的性能表现。在第四章中,我们首先介绍了Massive-MIMO系统中三种经典预编码算法,然后分析它们在Massive-MIMO系统中的性能、表现和问题。接着,我们提出了一种软件定义扇区模式下的基于对称逐步超松弛(Symmetric Successive Over Relaxation,SSOR)的预编码算法,即SDS-SSOR预编码算法,然后对其进行了性能仿真并分析仿真结果。本文所提的SDS-SSOR预编码算法不仅可以大幅度地降低计算复杂度,并且可以实现接近传统ZF预编码的最优的性能表现。同时,利用Massive-MIMO系统的信道具备渐进正交的信道特性,我们提出了一种简单方法,来计算SDS-SSOR预编码算法中的最佳松弛参数。
[Abstract]:In recent years, with the further popularization of smart phones, users' demand for high-speed data services has increased explosively, which has promoted our research on the fifth generation mobile communication system (5G). At present, China, the European Union and the United States have begun to study the key technologies of the 5G system and are expected to begin commercial use in 2020. Compared with the existing fourth generation mobile communication system (4G), the 5G system needs to further improve the transmission performance in terms of system capacity and spectrum efficiency. Therefore, some more efficient techniques, such as Massive-MIMO, channel estimation, precoding and so on, need to be applied to the 5G system. The complex and large amount of real-time data computation in the Massive-MIMO system will greatly increase the data processing delay of the system. One of the most important requirements of 5G system in the future is that 5G research institutions, such as the ultra-low delay, ITUUUIMT-2020 and so on, have put forward the requirement of 5G end-to-end delay in millisecond. The ideal end-to-end delay is 1 Ms, and the typical end-to-end delay is about 5-10ms. In order to meet the demand of 5G system for very low delay in the future, in chapter 2, we introduce the basic idea of a new software definition protocol (Software-Defined Protocol) network architecture, and propose a software definition sector Defined Defined (SDS) model under this SDP network architecture. Finally, the time-division pilot frame format based on the software definition sector mode is introduced. The Massive-MIMO technology has the advantages of high spectral efficiency, good robustness and high transmission rate, so it has become one of the most promising technologies in the next generation cellular mobile communication system. The acquisition of channel state information in mobile channels is a key problem in Massive-MIMO systems. In the third chapter, we first introduce four classical channel estimation algorithms in traditional MIMO system, and analyze their performance and shortcomings in MassiveMIMO system, then we propose a new software defined sector mode channel estimation algorithm. That is, SDS-MMSE channel estimation algorithm, and its performance simulation and results analysis. The proposed SDS-MMSE channel estimation algorithm can obtain the MSE performance close to the ideal MMSE channel estimation without additional overhead. We also get the MSE analysis expression of the proposed algorithm, which will help us to carry out further system design and performance estimation. In Massive-MIMO systems, linear precoding can achieve the performance of approximate channel capacity due to the asymptotic orthogonal channel characteristics. In chapter 4, we first introduce three classical precoding algorithms in Massive-MIMO system, and then analyze their performance, performance and problems in Massive-MIMO system. Then, we propose a kind of precoding algorithm based on symmetric step by step overrelaxation Successive Over Relaxation (SSOR) in sector mode defined by software, that is, SDS-SSOR precoding algorithm. Then, the performance of the algorithm is simulated and the simulation results are analyzed. The SDS-SSOR precoding algorithm proposed in this paper can not only greatly reduce the computational complexity, but also achieve the best performance close to the traditional ZF precoding. At the same time, we propose a simple method to calculate the optimal relaxation parameters in the SDS-SSOR precoding algorithm because the channel of Massive-MIMO system is asymptotically orthogonal.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN929.5

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李汀;杨绿溪;;一种前向放大中继通信系统中的有限反馈中继预编码方案[J];电子学报;2010年07期

2 陈志;刘珊珊;曹型兵;;多输入多输出系统中的预编码技术研究[J];数字技术与应用;2012年02期

3 徐伟;;浅谈电子通讯的预编码技术[J];电脑知识与技术;2012年27期

4 李超;郭丽娜;;电子通讯的预编码技术分析[J];电子制作;2013年19期

5 解芳;袁超伟;程铁铮;;利用干扰提高容量的低复杂度预编码方法[J];北京邮电大学学报;2009年05期

6 陶立;;一种电子通讯技术的预编码解析[J];电脑知识与技术;2012年30期

7 张文;龚钢;;抑制小区间干扰的迟延可容忍预编码方案[J];科技通报;2013年07期

8 冉金志;林初善;邵云飞;廖晓闽;;几何平均分解的矢量预编码方案设计[J];中国科技信息;2013年22期

9 卢鑫;;Closed-Loop MIMO系统线性预编码技术[J];中国新通信;2008年11期

10 郑凤;陈润芊;卢国仙;武穆清;;一种新的非线性预编码算法[J];北京理工大学学报;2012年01期

相关会议论文 前10条

1 刘伟;张春阳;邵珠雷;;相关衰落信道中星座预编码和球译码[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年

2 邵玉斌;龙华;向凤红;;MIMO通信系统空域维纳预编码器及性能分析[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

3 刘继雄;李有明;周新星;;DSL基于误差符号的自适应预编码算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 钟俊;彭启琮;;有限比特反馈下OFDM系统的预编码技术[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

5 马守贵;陈明;;MIMO系统中基于离散速率集的线性预编码研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年

6 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年

7 王道彬;米文智;;一种基于TXMMSE预编码的新型OFDM系统研究[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 张亚东;丛键;王卓镭;;一种基于预编码降低OFDM信号峰均功率比的技术[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年

9 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

10 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

相关重要报纸文章 前4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

相关博士学位论文 前10条

1 曹新莉;卫星多天线数据传输下水库水情测报编解码技术与方法研究[D];武汉大学;2012年

2 吕磊;MIMO系统中基于有限反馈的预编码及天线合并技术研究[D];电子科技大学;2014年

3 刘萌萌;未来MIMO技术的性能分析和预编码研究[D];北京邮电大学;2015年

4 胡志蕊;多小区协作系统下预编码及收发联合处理技术研究[D];北京邮电大学;2015年

5 张萌;协同无线通信系统中的关键技术研究[D];上海交通大学;2014年

6 董全;下一代无线网络的预编码研究[D];西安电子科技大学;2015年

7 王伟;多用户MIMO系统预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

8 王超;多天线系统中的反馈与预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

9 王楠;中继协作通信中的编码技术研究[D];东南大学;2015年

10 张蕾;非线性预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 孟凡坤;基于新型网络架构的5G系统信道估计和预编码技术研究[D];电子科技大学;2017年

2 李超;压缩感知在有限反馈预编码中的应用研究[D];河南工业大学;2017年

3 徐悦;Massive MIMO系统中预编码技术的研究[D];北京邮电大学;2017年

4 袁莉莉;无线通信系统中的干扰对齐技术研究[D];上海师范大学;2015年

5 粟唐;高速移动场景下LTE下行预编码技术研究[D];西南交通大学;2015年

6 田梦;PLC中基于MIMO的预编码技术研究与中继系统性能分析[D];南京理工大学;2015年

7 高书莹;下行多用户MIMO预编码方法的研究与应用[D];哈尔滨工业大学;2015年

8 刘荆;大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究[D];电子科技大学;2015年

9 刘圣恩;MIMO双向中继系统的预编码设计与性能优化研究[D];南昌大学;2015年

10 罗辑;3D MIMO及其预编码设计与研究[D];电子科技大学;2015年



本文编号:1950645

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/1950645.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户ad9fc***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com