大规模天线阵列波束赋形关键技术研究
发布时间：2021-04-01 17:06
大规模天线阵列（massive multiple input multiple output,massive MIMO）波束赋形技术是第五代移动通信系统（5th generation,5G）物理层的关键技术,也是未来无线通信系统的支撑性技术。作为大幅度提升无线通信系统物理层性能的重要手段,massive MIMO波束赋形技术的研究既是信息与通信工程学科学术研究的重要方向,也是无线通信产业重点关注的研究方向。随着5G标准化进程的不断推进以及无线通信理论的快速发展,massive MIMO波束赋形技术己成为研究热点,具有较高的研究价值。本文围绕massive MIMO波束赋形技术开展研究。首先考察信号模型与信道建模,考虑到massive MIMO物理层无线信道的特殊性,由于传统无线通信研究所使用的信道模型难以精确刻画massive MIMO无线信道,因而需要基于新型信道模型研究波束赋形技术。另外,无线多播（wireless multicast）波束赋形技术相比传统波束赋形技术可以成倍提升频谱效率和能源效率,但针对该技术在5G场景下的研究尚未深入。针对这些问题,首先采用massive MIM...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ复合型波束赋形系统模型??典型的５Ｇ网络接入网由宏基站和若干低功率节点（ｌｏｗ?ｐｏｗｅｒ?ｎｏｄｅ，?ＬＰＮ）??
为了验证本章所提出的ｌｉｎｅａｒ?ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ与ｍｕｌｔｉｃａｓｔ组成的复合型波统的性能，使用ＭＡＴＬＡＢ搭建了链路级仿真平台对模型进行验证，所数如表２－１所示。???表２－１?Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ波束赋形仿真平台参数表???变量?数值?变量?数值???Ｎ，?６４?Ｋ?３２??ＱＡＭ阶数?４－ＱＡＭ?发送帧数?１００００??天线间距Ｊ?天线间距ｄ??０．３波长?０．３波长??（线形天线阵）?（矩形天线阵）???Ｚａ?５〇１２?Ｚｌ?５０?Ｑ???Ｚｍ?１０＾２?ＳＮＲ?范围?－１０ｄＢ－２５ｄＢ??载波频率?２．２ＧＨｚ??１０??用户距离?５０ｍ?入射角分布?均匀分布??线型天线阵?矩形天线阵??４〇ｒ——．７?——ｒ——，?３〇ｎ－－，————－——－——，??
波束赋形方案。设计仿真平台时侧重于验证信道模型并给出波束赋形方案的对比??分析。对于ｍｕｌｔｉｃａｓｔ用户，其性能参数按各组平均值计算。所得到的频谱效率??仿真结果如图２－２所示。图例标注的“互阻抗”字样表示该曲线采用了互阻抗信??道模型，未标注该字样则使用了瑞利衰落模型。频谱效率的计算按照当前波束赋??形方案达到的数据吞吐量除以占用的空口带宽计算得出。结果表明，随着信噪比??的提升，各波束赋形方案、各形态天线阵列、各信道模型所达到的频谱效率均不??断提升，而采用了互阻抗信道模型后，各波束赋形方案、各形态天线阵列的性能??均有微小的下降，这是由于互阻抗信道模型在相邻天线引入相关性，降低了空间??子信道的独立性，因而比瑞利衰落信道对信号的衰减作用更大；但由方向矩阵的??表达式可知，在天线数量较大、矩阵尺寸较大时，二者差别不明显，因此其性能??下降幅度不明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]MDP-Based Network Selection with Reward Optimization in HetNets[J]. CHEN Xin,LI Zhuo,WANG Kai,XING Lei. Chinese Journal of Electronics. 2018(01)
本文编号：3113680
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：111 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１?Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ复合型波束赋形系统模型??典型的５Ｇ网络接入网由宏基站和若干低功率节点（ｌｏｗ?ｐｏｗｅｒ?ｎｏｄｅ，?ＬＰＮ）??
为了验证本章所提出的ｌｉｎｅａｒ?ｐｒｅｃｏｄｉｎｇ与ｍｕｌｔｉｃａｓｔ组成的复合型波统的性能，使用ＭＡＴＬＡＢ搭建了链路级仿真平台对模型进行验证，所数如表２－１所示。???表２－１?Ｍａｓｓｉｖｅ?ＭＩＭＯ波束赋形仿真平台参数表???变量?数值?变量?数值???Ｎ，?６４?Ｋ?３２??ＱＡＭ阶数?４－ＱＡＭ?发送帧数?１００００??天线间距Ｊ?天线间距ｄ??０．３波长?０．３波长??（线形天线阵）?（矩形天线阵）???Ｚａ?５〇１２?Ｚｌ?５０?Ｑ???Ｚｍ?１０＾２?ＳＮＲ?范围?－１０ｄＢ－２５ｄＢ??载波频率?２．２ＧＨｚ??１０??用户距离?５０ｍ?入射角分布?均匀分布??线型天线阵?矩形天线阵??４〇ｒ——．７?——ｒ——，?３〇ｎ－－，————－——－——，??
波束赋形方案。设计仿真平台时侧重于验证信道模型并给出波束赋形方案的对比??分析。对于ｍｕｌｔｉｃａｓｔ用户，其性能参数按各组平均值计算。所得到的频谱效率??仿真结果如图２－２所示。图例标注的“互阻抗”字样表示该曲线采用了互阻抗信??道模型，未标注该字样则使用了瑞利衰落模型。频谱效率的计算按照当前波束赋??形方案达到的数据吞吐量除以占用的空口带宽计算得出。结果表明，随着信噪比??的提升，各波束赋形方案、各形态天线阵列、各信道模型所达到的频谱效率均不??断提升，而采用了互阻抗信道模型后，各波束赋形方案、各形态天线阵列的性能??均有微小的下降，这是由于互阻抗信道模型在相邻天线引入相关性，降低了空间??子信道的独立性，因而比瑞利衰落信道对信号的衰减作用更大；但由方向矩阵的??表达式可知，在天线数量较大、矩阵尺寸较大时，二者差别不明显，因此其性能??下降幅度不明显
【参考文献】：
期刊论文
[1]MDP-Based Network Selection with Reward Optimization in HetNets[J]. CHEN Xin,LI Zhuo,WANG Kai,XING Lei. Chinese Journal of Electronics. 2018(01)
本文编号：3113680
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