5G背景下TDD信道互易性研究
发布时间：2024-12-27 00:54
为了适应未来移动数据需求量的不断增长,下一代移动通信系统必须具备有更高的频谱效率、更宽的传输带宽以及更密集的小区。第五代无线通信系统将应用大规模MIMO技术,通过在BS端配置更多的天线来获得更高的频谱利用率和能源效率;使用更高的频率避开拥挤的低频段获得更宽的带宽;采取超密集组网以达到更高的流量密度。TDD的系统可以利用信道互易性,在物理信道的相干时间内,利用上行的导频估计出下行的CSI,从而减少反馈信令的开销,提高系统的吞吐量,进而会在下一代移动通信系统中继续发挥作用。然而实际上,系统自身的硬件损伤、射频前端不匹配、天线间的互耦和信道估计误差等因素,以及大气波导等自然因素使得TDD系统无法有效利用信道互易性。针对系统自身的问题,通过对收发双方的硬件损伤、射频前端的不匹配、多天线间互耦的建模,建立了相应的广义信道模型,分析了信道估计对系统性能的影响,推导出信道估计的均方误差,并得出了上下行信道容量的闭合表达式。针对互易性校准的问题,为了克服传统校准方案的缺点,结合建立的互耦模型以及基站具备的功率控制功能,设计出一种可以在线校准、对系统性能影响小、精度较高的校准方案。自然因素中,大气波导环境...
【文章页数】：135 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专业术语注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究与发展
1.2.1 5G传输关键技术的研究
1.2.2 TDD信道互易性的研究
1.3 本文内容简介与章节安排
第二章 影响TDD信道互易性的因素
2.1 硬件的损伤
2.1.1 I/Q不平衡
2.1.2 硬件损伤的建模
2.2 射频前端的不匹配
2.3 天线间的互藕
2.4 天线的空间相关
2.4.1 空间相关的建模
2.4.2 空间相关对系统的影响
2.5 信道估计算法
2.6 大气波导的交叉链路干扰
2.7 本章小结
第三章 TDD系统的链路建模与分析
3.1 链路模型
3.2 信道估计的误差分析
3.2.1 上行信道的误差
3.2.2 下行信道的误差
3.3 链路容量分析
3.3.1 上行链路的容量
3.3.2 下行链路的容量
3.4 基站内互易性校准
3.5 仿真与分析
3.6 本章小结
第四章 电磁波传播仿真平台的搭建
4.1 抛物方程方法
4.1.1 亥姆霍兹方程
4.1.2 抛物型方程
4.1.3 误差分析
4.1.4 分步傅立叶算法
4.2 天线的初始场设置
4.2.1 傅立叶变换法
4.2.2 格林函数法
4.2.3 初始场注意事项
4.3 吸收层的设置
4.4 气象参数与折射率
4.5 折射率与修正折射率
4.6 地表的边界条件
4.6.1 PEC的边界条件
4.6.2 阻抗边界条件
4.7 近地层相似理论
4.8 路径损耗与传播因子
4.8.1 路径损耗
4.8.2 传播因子
4.9 本章小结
第五章 仿真平台关键算法
5.1 混合傅立叶变换算法
5.1.1 连续混合傅立叶变换
5.1.2 离散的混合傅立叶变换
5.2 地形变换算法
5.3 后向传播算法
5.4 总体通量算法
5.4.1 陆地的通量算法
5.4.2 海上的通量算法
5.4.3 通量算法的气象参数获取
5.5 NPS模型
5.6 毫米波传播模型
5.6.1 MPM89模型
5.6.2 MPM93模型
5.7 本章小结
第六章 平台仿真结果与分析
6.1 标准折射环境下的仿真
6.2 大气波导环境下的仿真
6.3 不规则地形环境下的仿真
6.4 毫米波的传播仿真
6.5 海上蒸发波导环境下的仿真
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文工作的总结
7.2 后续工作及展望
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
附录3 常见气象参数
附录4 反射系数
附录5 其他差分方法
附录6 掠射角估计
附录7 空间内插算法
附录8 MPM89模型参数
附录9 MPM93模型参数
致谢
本文编号：4020890
【文章页数】：135 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
专业术语注释表
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外的研究与发展
1.2.1 5G传输关键技术的研究
1.2.2 TDD信道互易性的研究
1.3 本文内容简介与章节安排
第二章 影响TDD信道互易性的因素
2.1 硬件的损伤
2.1.1 I/Q不平衡
2.1.2 硬件损伤的建模
2.2 射频前端的不匹配
2.3 天线间的互藕
2.4 天线的空间相关
2.4.1 空间相关的建模
2.4.2 空间相关对系统的影响
2.5 信道估计算法
2.6 大气波导的交叉链路干扰
2.7 本章小结
第三章 TDD系统的链路建模与分析
3.1 链路模型
3.2 信道估计的误差分析
3.2.1 上行信道的误差
3.2.2 下行信道的误差
3.3 链路容量分析
3.3.1 上行链路的容量
3.3.2 下行链路的容量
3.4 基站内互易性校准
3.5 仿真与分析
3.6 本章小结
第四章 电磁波传播仿真平台的搭建
4.1 抛物方程方法
4.1.1 亥姆霍兹方程
4.1.2 抛物型方程
4.1.3 误差分析
4.1.4 分步傅立叶算法
4.2 天线的初始场设置
4.2.1 傅立叶变换法
4.2.2 格林函数法
4.2.3 初始场注意事项
4.3 吸收层的设置
4.4 气象参数与折射率
4.5 折射率与修正折射率
4.6 地表的边界条件
4.6.1 PEC的边界条件
4.6.2 阻抗边界条件
4.7 近地层相似理论
4.8 路径损耗与传播因子
4.8.1 路径损耗
4.8.2 传播因子
4.9 本章小结
第五章 仿真平台关键算法
5.1 混合傅立叶变换算法
5.1.1 连续混合傅立叶变换
5.1.2 离散的混合傅立叶变换
5.2 地形变换算法
5.3 后向传播算法
5.4 总体通量算法
5.4.1 陆地的通量算法
5.4.2 海上的通量算法
5.4.3 通量算法的气象参数获取
5.5 NPS模型
5.6 毫米波传播模型
5.6.1 MPM89模型
5.6.2 MPM93模型
5.7 本章小结
第六章 平台仿真结果与分析
6.1 标准折射环境下的仿真
6.2 大气波导环境下的仿真
6.3 不规则地形环境下的仿真
6.4 毫米波的传播仿真
6.5 海上蒸发波导环境下的仿真
6.6 本章小结
第七章 总结与展望
7.1 本文工作的总结
7.2 后续工作及展望
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
附录3 常见气象参数
附录4 反射系数
附录5 其他差分方法
附录6 掠射角估计
附录7 空间内插算法
附录8 MPM89模型参数
附录9 MPM93模型参数
致谢
本文编号：4020890
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/4020890.html
