毫米波通信若干场景中的关键算法研究与性能分析

发布时间：2021-03-21 12:43

　　随着无线网络的发展,无线数据业务爆发性地增长,为了满足无线通信应用场景的需求,未来的通信网络需要提供更大的带宽和更高的频谱效率。然而随着无线电低频频段已趋于饱和,即便采用多址技术提高频率利用率,也无法满足未来通信发展的需求,因而势必要开发新的频谱资源。相较于低频段,毫米波频段有丰富的带宽资源。利用毫米波波长短的特性,通过布置大型天线阵列还可以提供显著的波束成形增益。毫米波的价值已在无线通信领域得到认可,受到工业界和学术界的普遍关注。鉴于毫米波的特点,传统低频通信中的系统优化与分析方法已不再适用。例如,在毫米波大规模天线系统中,采用全数字波束成形会增加系统的硬件成本和功率消耗;在基于毫米波的异构网络中,由于网络中节点分布的异构性、随机性和密集性,传统的对节点空间分布采用确定性模型的方法无法使用。已有的毫米波研究工作大多针对具体的混合波束成形设计及系统建模分析,但这些工作都没有充分考虑毫米波的应用场景。在新一代移动通信系统中,典型的毫米波应用场景包括5G高低频混合组网、大宽带回传、结合移动边缘计算（Mobile edge computing,MEC）的业务专网场景等。针对特定的应用场景设计... 

【文章来源】：浙江大学浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：144 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

毫米波通信混合波束成形发射机结构

其中H∈CN×M表示毫米波信道矩阵,uBB表示维度为NRF×1的数字基带接收波束成形,URF表示为维度为N×NRF的射频模拟接收波束成形,n为基站端的复高斯噪声向量,其分布符合E{nnH}=σ2IN,其中σ2表示噪声方差。假设信道状态信息(Channel state information,CSI)在用户和基站端都已知。在这种设定下,系统的频谱效率R(bps/Hz)可以表示为:

在该系统中,第个用户的发送信号可以表示成xk=vRF,ksk,其中为用户k的模拟波束成形向量,sk～CN(0,P)表示用户k的数据符号且服从均值为0,方差为P的复高斯分布,P为发射功率。通过窄带块衰落信道,经过模拟和基带的处理,基站端用户k的接收信号可以表示为:

【参考文献】：
期刊论文
[1]5G毫米波关键技术研究和发展建议[J]. 张忠皓,李福昌,高帅,延凯悦,马静艳.  移动通信. 2019(09)
[2]5G毫米波移动通信系统部署场景分析和建议[J]. 张忠皓,李福昌,延凯悦,高帅.  邮电设计技术. 2019(08)
[3]5G物理层安全技术——以通信促安全[J]. 黄开枝,金梁,钟州.  中兴通讯技术. 2019(04)
[4]5G高低频无线协作组网及关键技术[J]. 赵军辉,杨丽华,张子扬.  中兴通讯技术. 2018(03)

博士论文
[1]超密集网络中基于随机几何理论的性能分析和资源分配研究[D]. 刘梦婷.北京邮电大学 2019

硕士论文
[1]基于主动窃听的物理层安全与合法监听技术研究[D]. 李琪.山东大学 2019



本文编号：3092882