分布式天线系统中下行链路预编码技术的研究

发布时间：2017-08-11 21:25

  本文关键词：分布式天线系统中下行链路预编码技术的研究

  更多相关文章： 5G 密集分布式天线系统 线性预编码 大规模MIMO

【摘要】：移动互联网和物联网的蓬勃发展促进了第五代(5G)移动通信系统的研究。密集分布式天线系统作为一种网络架构形式,能融合当前5G中关键的物理层技术：毫米波技术、超密集异构网络和大规模MIMO技术,从而展现出广阔的潜力。本文主要研究分布式天线系统中的预编码技术并利用区域频谱效率这一性能指标衡量密集分布式天线系统中下行链路的性能。首先,介绍无线信道的主要特征和统计模型并研究分布式天线系统的性能。针对无线信道中小尺度衰落、阴影衰落和大尺度衰落三种组成部分,文章讨论了其统计模型。接下来介绍分布式天线系统的信道容量和误码率。在分布式天线系统单小区的仿真中,研究了接收端采用不同接收技术的分布式天线系统的下行链路性能,并且验证了分布式天线系统相对于集中式天线分布系统在小区覆盖和降低发射功率方面的优势。其次,研究分布式天线系统中的线性预编码技术。预编码技术作为一种应用在在发送端的信号预处理技术,主要是指发送端根据所获取的完整的信道信息,在发送端对信号进行处理,从而消除干扰实现改善系统性能的目的。针对满足信干噪比约束条件下最小化发送功率优化问题,通过凸优化方法设计出最优预编码方法；在此基础上,假定预编码方向确定的情形中,通过优化功率分配,提出了复杂度更低的次优预编码方法。在仿真分析中,对比最优预编码方法和次优预编码方法以及分布式天线系统和传统蜂窝系统的性能,得出在分布式天线系统中运用预编码技术的巨大优势。再次,设计出基于功率上限和基于位置信息的加权信泄露噪声比(SLNR, signal-to-leakage-and-noise ratio)预编码方法。在次优预编码方法中,SLNR预编码方法由于中断率高故不能同时满足所有用户相同高速率要求。为此,探讨了SLNR预编码方法与最大比发送(MRT, Maximum ratio transmission)预编码方法及迫零(ZFBF, Zero-Forcing Beam forming)预编码方法之间的关系,借鉴最优预编码方法的特点,提出基于功率上限的加权SLNR预编码方法和基于用户位置信息的加权SLNR预编码方法,并通过仿真验证两种加权SLNR预编码方法在改善SLNR预编码方法的优势。最后,研究密集分布式天线系统。分析比较各种密集分布式天线系统的分布模型和信道模型,探讨不同的天线单元分布方式以及天线单元数目、用户分布方式、预编码方法、小区半径和用户数量对于密集分布式天线系统性能的影响,以区域频谱效率为性能指标衡量密集分布式天线系统的性能。
【关键词】：5G 密集分布式天线系统 线性预编码 大规模MIMO
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 符号说明12-13
• 第一章 绪论13-23
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 5G的研究现状以及关键技术14-17
• 1.2.1 毫米波技术15-16
• 1.2.2 超密集异构网络16
• 1.2.3 大规模MIMO技术16-17
• 1.3 分布式天线系统研究现状17-21
• 1.3.1 分布式天线系统的早期研究17-18
• 1.3.2 分布式天线系统的功率控制和容量的研究18
• 1.3.3 分布式系统C-RAN的研究18-21
• 1.4 本文主要内容和结构安排21-23
• 第二章 分布式天线系统接收技术的研究23-37
• 2.1 无线信道的统计型模型23-29
• 2.1.1 小尺度衰落信道模型24-26
• 2.1.2 阴影衰落信道模型26
• 2.1.3 路径损耗模型26-29
• 2.2 容量29-30
• 2.3 误码率30-31
• 2.4 分布式天线系统31-36
• 2.4.1 分布式天线系统模型31-32
• 2.4.2 接收方法32-33
• 2.4.3 仿真33-36
• 2.5 结论36-37
• 第三章 分布式天线系统中预编码技术的研究37-49
• 3.1 系统模型38-39
• 3.2 预编码方法39-42
• 3.2.1 最优预编码方法39-40
• 3.2.2 次优预编码方法40-42
• 3.3 仿真及分析42-46
• 3.3.1 仿真场景42
• 3.3.2 仿真分析42-46
• 3.4 结论46
• 3.5 附录46-49
• 3.5.1 关于式(3.8)求解的证明46-47
• 3.5.2 常见的凸优化问题标准形式47-49
• 第四章 加权SLNR预编码方法的研究49-61
• 4.1 SLNR预编码方法的渐进性分析49-52
• 4.2 加权SLNR预编码方法的研究52-55
• 4.2.1 基于功率上限的加权SLNR预编码方法52-54
• 4.2.2 基于位置信息的加权SLNR预编码方法54-55
• 4.3 仿真及分析55-59
• 4.4 结论59-61
• 第五章 密集分布式天线系统的性能研究61-75
• 5.1 系统模型62-67
• 5.1.1 天线单元及用户分布62-65
• 5.1.2 信道模型65-67
• 5.2 多小区密集分布式天线系统67
• 5.3 仿真及分析67-73
• 5.4 结论73-75
• 第六章 总结与展望75-77
• 6.1 本文工作小结75-76
• 6.2 未来研究工作建议76-77
• 致谢77-79
• 参考文献79-83
• 作者简介（包括论文和成果清单）83

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 陈志;刘珊珊;曹型兵;;多输入多输出系统中的预编码技术研究[J];数字技术与应用;2012年02期

2 徐伟;;浅谈电子通讯的预编码技术[J];电脑知识与技术;2012年27期

3 李超;郭丽娜;;电子通讯的预编码技术分析[J];电子制作;2013年19期

4 解芳;袁超伟;程铁铮;;利用干扰提高容量的低复杂度预编码方法[J];北京邮电大学学报;2009年05期

5 陶立;;一种电子通讯技术的预编码解析[J];电脑知识与技术;2012年30期

6 张文;龚钢;;抑制小区间干扰的迟延可容忍预编码方案[J];科技通报;2013年07期

7 冉金志;林初善;邵云飞;廖晓闽;;几何平均分解的矢量预编码方案设计[J];中国科技信息;2013年22期

8 卢鑫;;Closed-Loop MIMO系统线性预编码技术[J];中国新通信;2008年11期

9 郑凤;陈润芊;卢国仙;武穆清;;一种新的非线性预编码算法[J];北京理工大学学报;2012年01期

10 范慧婧;孙长印;卢光跃;;抑制小区间干扰的改进信漏噪比预编码方法[J];电讯技术;2012年08期

中国重要会议论文全文数据库 前8条

1 刘伟;张春阳;邵珠雷;;相关衰落信道中星座预编码和球译码[A];第十届中国科协年会论文集（一）[C];2008年

2 邵玉斌;龙华;向凤红;;MIMO通信系统空域维纳预编码器及性能分析[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

3 刘继雄;李有明;周新星;;DSL基于误差符号的自适应预编码算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 钟俊;彭启琮;;有限比特反馈下OFDM系统的预编码技术[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

5 马守贵;陈明;;MIMO系统中基于离散速率集的线性预编码研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集（下）[C];2008年

6 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会（CCSP-2005）论文集[C];2005年

7 王道彬;米文智;;一种基于TXMMSE预编码的新型OFDM系统研究[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 张亚东;丛键;王卓镭;;一种基于预编码降低OFDM信号峰均功率比的技术[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 曹新莉;卫星多天线数据传输下水库水情测报编解码技术与方法研究[D];武汉大学;2012年

2 吕磊;MIMO系统中基于有限反馈的预编码及天线合并技术研究[D];电子科技大学;2014年

3 刘萌萌;未来MIMO技术的性能分析和预编码研究[D];北京邮电大学;2015年

4 胡志蕊;多小区协作系统下预编码及收发联合处理技术研究[D];北京邮电大学;2015年

5 张萌;协同无线通信系统中的关键技术研究[D];上海交通大学;2014年

6 董全;下一代无线网络的预编码研究[D];西安电子科技大学;2015年

7 王伟;多用户MIMO系统预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

8 王超;多天线系统中的反馈与预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

9 王楠;中继协作通信中的编码技术研究[D];东南大学;2015年

10 张蕾;非线性预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 粟唐;高速移动场景下LTE下行预编码技术研究[D];西南交通大学;2015年

2 张伟;Massive MIMO预编码技术研究与性能评估[D];北京交通大学;2016年

3 王东;大规模MIMO多天线系统信道信息获取与预编码技术研究[D];东南大学;2015年

4 朱云帆;多制式无线通信L2S仿真方法[D];东南大学;2015年

5 赵晶晶;LTE-A系统预编码技术和中继资源分配研究[D];东南大学;2015年

6 徐志宇;基于广播信道的MIMO预编码和检测研究[D];南京邮电大学;2015年

7 乔慧;基于干扰对齐的预编码算法MSV在协作多点传输LTE-A系统中的应用[D];青岛科技大学;2016年

8 马昱东;无线中继通信编码与预编码研究[D];南京大学;2016年

9 涂红柳;大规模MIMO系统中基于向量模值算法的预编码方法的研究[D];安徽大学;2016年

10 林涛;无线局域网中的多用户MIMO预编码技术研究[D];西南交通大学;2016年

，

本文编号：658301