面向CRAHNs网络的大规模MIMO发射波束成形技术研究

发布时间：2023-06-05 20:52

　　近年来,为了提高频谱利用率、通信的可靠性、组网的灵活性,研究人员对认知无线电Ad Hoc网络(CRAHNs)进行了深入研究。其中频点频繁切换造成的主用户干扰、节点广播带来的能量消耗以及节点间多径效应引起的通信可靠性下降等问题是该领域内研究的焦点。为此,通过引入大规模多入多出(Massive MIMO)技术,利用多天线带来的空间自由度来改善CRAHNs网络中的性能问题。本文主要研究基于CRAHNs网络的Massive MIMO发射端波束成形技术。(1)仿真并分析了在宽带信号通信场景下应用传统窄带波束成形技术时,由于子带频率不匹配引起波束方向图的失配,从而导致的用户间干扰加剧,通信性能下降的问题。并基于OFDM宽带通信系统,提出了一种应用于发射端的频域宽带波束成形算法。该算法在频域上对信号的相位和幅度做预补偿处理,以抵消多天线发射带来的接收端信号相位和幅度的畸变。利用计算机仿真,对比了所提出算法与传统波束成形算法在宽带场景下的误码率性能。验证了所提出的算法能够在信噪比和天线数量一定时显著地降低接收端误码率。(2)分析了影响天线阵列半功率波束宽度(HPBW)的参数变量。为了定量对阵列的HPB...

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
专用术语注释表
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
        1.1.1 CRAHNs介绍
        1.1.2 Massive MIMO介绍
        1.1.3 课题研究意义
    1.2 波束成形技术研究现状
    1.3 本文主要研究内容和结构安排
第二章 阵列天线理论与OFDM调制系统基础
    2.1 MIMO系统模型
        2.1.1 无线信道的传播与衰落
        2.1.2 MIMO系统数学模型
    2.2 阵列天线理论
    2.3 OFDM调制理论
    2.4 本章小结
第三章 发射端宽带频域波束成形算法研究
    3.1 波束成形系统原理
        3.1.1 波束成形系统模型
        3.1.2 最大信干比准则
    3.2 窄带波束成形算法应用于宽带场景下造成的性能损耗
    3.3 基于OFDM的宽带波束成形算法
        3.3.1 系统模型及算法推导
        3.3.2 仿真与分析
    3.4 本章小结
第四章 基于阵列因子优化的波瓣束宽算法
    4.1 影响波束宽度的因素
    4.2 任意加权线阵的HPBW的估算方法及原理推导
        4.2.1 估计表达式推导
        4.2.2 对比分析
    4.3 最优旁瓣电平束宽波束成形算法
    4.4 本章小结
第五章 阵列天线形状仿真研究
    5.1 常见的几种阵列天线部署形状
        5.1.1 均匀N元直线阵
        5.1.2 圆形阵列
        5.1.3 矩形平面阵列
    5.2 半球状3维天线阵列
        5.2.1 投影均匀分布的半球形天线阵列
        5.2.2 球面均匀分布的半球形天线阵
    5.3 半球形3维天线阵仿真
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 论文工作的后续展望
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：3832031