TDD模式的大规模MIMO下行系统性能研究

发布时间：2017-06-08 14:01

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【摘要】：大规模多输入多输出(Massive MIMO)系统通过在基站端架设大型阵列天线,能大幅度提高移动通信系统的容量和频谱效率,被公认为下一代移动通信系统物理层的关键技术。时分双工(TDD)模式的大规模MIMO系统由于具有复杂度低且收敛快速的特点,分析其在实际情况下的性能特点已经成为当前的研究热点之一。基于此,本文针对TDD模式的大规模MIMO下行系统进行性能分析,其结果对实际系统设计有一定的指导意义。本文的主要内容如下:1、研究了大规模MIMO系统模型的遍历和速率和最小发射功率问题。首先考虑到实际系统中无法获取完善的信道状态信息(CSI),利用最小均方估计(MMSE)方法对无线信道进行估算,然后在数据发射前使用不同的线性预编码,最后通过数学推导和仿真实验,阐明了非完善的CSI对采用不同线性预编码大规模MIMO系统的影响。2、研究了大规模MIMO系统模型的能效问题。首先在系统的功耗模型中,同时考虑发射功率消耗和电路功率消耗两部分,然后利用分数规划的数学方法证明系统具有全局最优能效,最后给了系统能效最优的资源分配算法,该算法可以确保系统在最优能效状态时对各发射数据流的频谱效率和发射功率进行分配。仿真结果证明了算法的有效性,并表明增加天线数目和减小小区半径可以有效提升系统能效和谱效。
【关键词】：大规模多输入多输出 TDD模式 下行系统 遍历和速率 最小发射功率 能效
【学位授予单位】：暨南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 绪论8-13
• 1.1 研究背景及现状8-11
• 1.1.1 MIMO技术的发展8-9
• 1.1.2 大规模MIMO技术的研究和发展9-11
• 1.2 研究内容11
• 1.3 论文结构安排11-13
• 第二章 大规模MIMO系统的基本概念13-21
• 2.1 大规模MIMO技术简介13-14
• 2.2 信道衰落14-17
• 2.2.1 大规模MIMO系统的衰落信道特点15-16
• 2.2.2 仿真与分析16-17
• 2.3 线性预编码17-20
• 2.3.1 基于信道求逆预编码18-19
• 2.3.2 迫零预编码19
• 2.3.3 仿真与分析19-20
• 2.4 本章小结20-21
• 第三章 大规模MIMO系统广播信道性能分析21-32
• 3.1 非完善信道状态信息21-22
• 3.2 系统模型22-23
• 3.3 信道估计及预编码23
• 3.4 广播信道性能分析23-27
• 3.4.1 遍历和速率24-26
• 3.4.2 最小发射功率26-27
• 3.5 仿真与分析27-31
• 3.6 本章小结31-32
• 第四章 大规模MIMO下行系统最优能效分析32-46
• 4.1 分数规划问题32-35
• 4.2 系统能效模型35-37
• 4.3 系统最优能效分析37-39
• 4.4 系统能效最优的资源分配算法39-41
• 4.5 仿真与分析41-44
• 4.5.1 基站天线数对系统能效和谱效的影响42-44
• 4.5.2 小区半径对系统能效和谱效的影响44
• 4.6 本章小结44-46
• 第五章 总结与展望46-48
• 5.1 本文总结46-47
• 5.2 展望47-48
• 参考文献48-52
• 攻读硕士学位期间发表的论文52-53
• 致谢53

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 胡莹;黄永明;俞菲;杨绿溪;;多用户大规模MIMO系统能效资源分配算法[J];电子与信息学报;2015年09期

2 胡莹;冀保峰;黄永明;俞菲;杨绿溪;;基于上行多用户大规模MIMO系统能效优化算法[J];通信学报;2015年01期

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本文编号：432693