关于信道老化的大规模MIMO系统可达速率和能量效率的研究
[Abstract]:As one of the key technologies of 5G, large-scale MIMO has attracted much attention from academia and industry because of its high spectral efficiency and energy efficiency. In large-scale MIMO systems, the accurate acquisition of channel state information (CSI) plays a key role in analyzing the performance of the system. However, due to the relative motion between the user and the base station (BS) and the delay in processing information of the BS, the channel aging (channel aging), makes the channel estimated by pilot different from the channel used for beamforming or detection. Damage to the performance of the system. Therefore, it is necessary to study the effect of channel aging on large-scale MIMO systems. The topic of this paper comes from the project of National Natural Science Foundation (61372126) undertaken by the tutor. In previous studies on channel aging, the expression of reachability rate for large-scale single-cell downlink MIMO system was derived by using MRT precoding technique, and the relationship between system reachability rate and channel aging coefficient was directly demonstrated. Based on this, ZF precoding is used to analyze the performance of single cell downlink large-scale MIMO system. Firstly, by using ZF precoding technology, the relationship between the system reachability rate and the channel aging coefficient in the channel aging environment is derived, and it is proved that the power scaling law is still applicable in the channel aging environment, and the relationship between the system reachability rate and the channel aging coefficient is derived in this paper. That is to say, the transmission power of the system can be reduced to at most 1 M of the transmission power of a single antenna system (M is the number of antennas of a large-scale MIMO system), while maintaining the same system performance. The simulation results verify the correctness of the derivation process. Secondly, using a typical power consumption model, the total power consumption of the circuit is characterized as a function related to the number of BS antennas M and the number of users K. When the channel aging effect exists in the system, the MRT precoding technology and the ZF precoding technique are used respectively. The relationship between system energy efficiency and channel aging coefficient is derived. Simulation results show that the existence of channel aging will reduce the energy efficiency of large-scale MIMO systems. Finally, in order to combat the phenomenon of channel aging, the FIR Wiener linear model is used to predict the channel, and the channel coefficients under the prediction model are calculated. The MRT precoding technique and the ZF precoding technique are used to predict the channel coefficients. The reachability rate and energy efficiency of the system are deduced and analyzed. Simulation results show that the channel prediction model can weaken the effect of channel aging on system performance.
【学位授予单位】:南京邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN919.3
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,本文编号:2430828
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