多用户大规模MIMO系统的能效研究

发布时间：2023-03-03 22:06

　　大规模MIMO技术作为5G关键技术,可同时实现高频谱效率和高能量效率。随着无线通信系统能耗的成倍增长,关于提高能量效率的研究越来越受到学术界和工业界的重视,其关键点就在于以最大化系统吞吐量或最小化系统功耗为目标逐步演变成将最大化系统能效作为研究目标,在此背景下,本文将深入研究大规模MIMO系统中的能效问题。本文主要考虑多用户大规模MIMO系统,包括单小区MIMO模型和中继转发模型,结合迫零线性预编码技术提出一种能效资源分配算法,并综合用户的发射功率以及基站端的发射天线数来建立MIMO系统的能量效率函数,对得到的能效函数进行凸优化以便求取最大能效值,通过MATLAB仿真获得最优天线数和用户发射功率。其中,在半双工MIMO放大转发中继系统模型中,考虑三种功率缩放策略:固定中继发射功率、固定用户发射功率、固定用户和中继发射功率,给出了采用最大合并比和迫零接收两种方案在三种不同的功率缩放策略下的渐进可达速率,仿真结果表明使用迫零接收相比最大合并比可以获得更高的系统频谱效率和能量效率,得到的最优天线数相对较少,提出的最优资源分配算法在最大化系统能效上优于三种功率缩放策略。本文还考虑了全双工模式下...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 大规模MIMO通信系统研究现状
    1.3 能效问题研究现状
    1.4 本文主要研究内容及章节安排
第二章 基础理论
    2.1 能效优化模型
    2.2 中继系统
        2.2.1 单向非合作中继系统
        2.2.2 单向合作中继系统
        2.2.3 双向中继系统
    2.3 MIMO中的一些随机矩阵模型
    2.4 本章小结
第三章 单小区大规模MIMO系统能效分析
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 天线选择算法
        3.3.1 随机天线选择法
        3.3.2 最优天线选择法
        3.3.3 递增/递减天线选择算法
    3.4 能效资源分配算法
    3.5 性能分析
    3.6 本章小结
第四章 半双工大规模MIMO中继系统能效分析
    4.1 引言
    4.2 系统模型
        4.2.1 中继采用MRC/MRT接收
        4.2.2 中继采用ZFR/ZFT接收
    4.3 中继转发放大系统的传输速率渐进性分析
        4.3.1 中继采用MRC/MRT接收
        4.3.2 中继采用ZF接收
    4.4 中继系统能效分析
    4.5 性能分析
        4.5.1 渐进速率仿真
        4.5.2 能效仿真
    4.6 本章小结
第五章 全双工大规模MIMO中继系统能效分析
    5.1 引言
    5.2 全双工放大转发MIMO中继系统
        5.2.1 系统模型
        5.2.2 频谱效率渐进分析
    5.3 全双工解码转发MIMO中继系统
        5.3.1 系统模型
        5.3.2 传输速率分析
    5.4 性能分析
    5.5 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 文章总结
    6.2 工作展望
参考文献
附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文
附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目
致谢



本文编号：3753196