空间信息网的毫米波MIMO信道估计和NOMA传输研究
发布时间：2021-01-22 18:16
面向未来移动网络的空天地一体化发展趋势,本文面向卫星网络和地面网络融合构建的空间信息网,研究了毫米波（Millimeter-wave,mm Wave）星地链路建模、多输入多输出（Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO）天线的信道估计算法以及非正交多址接入（Non-orthogonal Multiple Access,NOMA）星地传输等关键技术。首先综合考虑现有的毫米波信道建模的研究现状,建立了星地毫米波稀疏几何信道模型。在此基础上设计了快速的毫米波MIMO信道估计算法;然后,在MIMO-NOMA机制传输下,考虑到大规模MIMO会带来计算复杂度高、信号处理开销大以及昂贵的射频链（Radio Frequency chain,RF chain）成本,研究了天线选择算法,具体内容如下:针对空间信息网毫米波MIMO下行通信场景,建立了稀疏几何的毫米波MIMO信道模型。为了快速有效地完成信道估计,提出了一种自适应信道状态的毫米波MIMO信道估计方案,即自适应随机选择多波束（Adaptive Random-selected Multi-beamforming...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星点波束平面覆盖图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-28-信道估计算法与预定确定测量数（PFMN）信道估计算法进行了比较。为了保证公平，PFNM方案也使用了GAMP算法回复虚拟信道。之后还比较了穷举搜索（ESA）信道估计算法，其中高通量卫星只选择一个波束赋形向量进行传输，地面终端用户也选择一个进行接收。首先比较了各种信道估计算法完成估计所需的平均信道测量次数，仿真结果如图3-3所示。很明显，PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法在高信噪比情况（地面终端用户的信道情况良好）下的信道估计是不够有效的，因为PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法完成信道估计所需的平均测量次数的不变的，而相比之下，提出的ARM信道估计算法会根据地面终端用户的信道情况变化而自适应改变完成信道估计所需的平均测量次数，可以看出在高信噪比时，ARM信道估计算法只需要少量的信道测量就可以完成信道估计，所以ARM信道估计算法完成信道估计所需的时间更少，使用ARM信道估计算法可以有更多的时间进行数据传输。图3-3ARM算法完成信道估计所需的平均测量次数图3-4ARM算法平均有效速率
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-28-信道估计算法与预定确定测量数（PFMN）信道估计算法进行了比较。为了保证公平，PFNM方案也使用了GAMP算法回复虚拟信道。之后还比较了穷举搜索（ESA）信道估计算法，其中高通量卫星只选择一个波束赋形向量进行传输，地面终端用户也选择一个进行接收。首先比较了各种信道估计算法完成估计所需的平均信道测量次数，仿真结果如图3-3所示。很明显，PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法在高信噪比情况（地面终端用户的信道情况良好）下的信道估计是不够有效的，因为PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法完成信道估计所需的平均测量次数的不变的，而相比之下，提出的ARM信道估计算法会根据地面终端用户的信道情况变化而自适应改变完成信道估计所需的平均测量次数，可以看出在高信噪比时，ARM信道估计算法只需要少量的信道测量就可以完成信道估计，所以ARM信道估计算法完成信道估计所需的时间更少，使用ARM信道估计算法可以有更多的时间进行数据传输。图3-3ARM算法完成信道估计所需的平均测量次数图3-4ARM算法平均有效速率
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G移动通信系统概述[J]. 黄宇红,王晓云,刘光毅. 电子技术应用. 2017(08)
[2]Non-Orthogonal Multiple Access（NOMA） for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中国通信. 2015(S1)
[3]60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究[J]. 张伟,李斌,刘云,赵成林. 电子与信息学报. 2012(11)
[4]Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术[J]. 王艳岭,达新宇. 电讯技术. 2010(09)
硕士论文
[1]影响MIMO信道容量的天线选择和功率分配算法研究[D]. 季玉洁.南京邮电大学 2013
[2]微波、毫米波的雨衰减特性研究[D]. 吴春雨.西安电子科技大学 2006
本文编号：2993690
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
卫星点波束平面覆盖图
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-28-信道估计算法与预定确定测量数（PFMN）信道估计算法进行了比较。为了保证公平，PFNM方案也使用了GAMP算法回复虚拟信道。之后还比较了穷举搜索（ESA）信道估计算法，其中高通量卫星只选择一个波束赋形向量进行传输，地面终端用户也选择一个进行接收。首先比较了各种信道估计算法完成估计所需的平均信道测量次数，仿真结果如图3-3所示。很明显，PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法在高信噪比情况（地面终端用户的信道情况良好）下的信道估计是不够有效的，因为PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法完成信道估计所需的平均测量次数的不变的，而相比之下，提出的ARM信道估计算法会根据地面终端用户的信道情况变化而自适应改变完成信道估计所需的平均测量次数，可以看出在高信噪比时，ARM信道估计算法只需要少量的信道测量就可以完成信道估计，所以ARM信道估计算法完成信道估计所需的时间更少，使用ARM信道估计算法可以有更多的时间进行数据传输。图3-3ARM算法完成信道估计所需的平均测量次数图3-4ARM算法平均有效速率
哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-28-信道估计算法与预定确定测量数（PFMN）信道估计算法进行了比较。为了保证公平，PFNM方案也使用了GAMP算法回复虚拟信道。之后还比较了穷举搜索（ESA）信道估计算法，其中高通量卫星只选择一个波束赋形向量进行传输，地面终端用户也选择一个进行接收。首先比较了各种信道估计算法完成估计所需的平均信道测量次数，仿真结果如图3-3所示。很明显，PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法在高信噪比情况（地面终端用户的信道情况良好）下的信道估计是不够有效的，因为PFNM信道估计算法和ESA信道估计算法完成信道估计所需的平均测量次数的不变的，而相比之下，提出的ARM信道估计算法会根据地面终端用户的信道情况变化而自适应改变完成信道估计所需的平均测量次数，可以看出在高信噪比时，ARM信道估计算法只需要少量的信道测量就可以完成信道估计，所以ARM信道估计算法完成信道估计所需的时间更少，使用ARM信道估计算法可以有更多的时间进行数据传输。图3-3ARM算法完成信道估计所需的平均测量次数图3-4ARM算法平均有效速率
【参考文献】：
期刊论文
[1]5G移动通信系统概述[J]. 黄宇红,王晓云,刘光毅. 电子技术应用. 2017(08)
[2]Non-Orthogonal Multiple Access（NOMA） for Future Downlink Radio Access of 5G[J]. LI Anxin,LAN Yang,CHEN Xiaohang,JIANG Huiling. 中国通信. 2015(S1)
[3]60 GHz毫米波通信中上行链路混合波束赋形技术研究[J]. 张伟,李斌,刘云,赵成林. 电子与信息学报. 2012(11)
[4]Ka频段卫星通信分集和自适应抗雨衰技术[J]. 王艳岭,达新宇. 电讯技术. 2010(09)
硕士论文
[1]影响MIMO信道容量的天线选择和功率分配算法研究[D]. 季玉洁.南京邮电大学 2013
[2]微波、毫米波的雨衰减特性研究[D]. 吴春雨.西安电子科技大学 2006
本文编号：2993690
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