高频谱效率的全双工通信技术研究

发布时间：2017-08-30 06:01

  本文关键词：高频谱效率的全双工通信技术研究

  更多相关文章： 带内全双工 MIMO 自干扰 频谱效率

【摘要】：近年来,满足极高频谱效率等需求的第五代移动通信的研究和开发正在不断发展,带内全双工(In-band Full-Duplex,IBFD)通信理论与技术也正在成为其中的一种研究热点。如果自干扰问题被有效解决,IBFD技术不仅能够提高频谱效率,还可能具有改善媒介接入层的时延特点。针对多输入多输出(MIMO)配置,本文主要研究多用户的全双工蜂窝系统的和速率性能和双向IBFD的干扰抑制方案,论文的主要工作包括:(1)阐述了全双工通信技术的研究背景以及研究意义,并且对当前全双工技术的发展轨迹做了总结,然后详细地总结了全双工通信的关键技术,接着概括了全双工技术在无线通信网络中的各种应用,最后给出了基于全双工技术的5G移动无线网络模型。(2)研究了一种基于IBFD的多用户MIMO蜂窝系统。在理论上,IBFD的无线通信技术具有倍增整个蜂窝系统的频谱效率的潜力,然而基站接收端中的残余自干扰可能会大大削弱上行接收机的性能。我们考虑一种简化的下行用户选择的方案来提高多用户MIMO系统的和速率,这种方案中调度算法(即计算下行信道的范数)能够削弱残余自干扰。(3)研究了全双工MIMO系统中一种使用QR-EVD(QR分解与特征值分解)的下行预编码方案。QR-EVD方案与传统的SVD-BD(奇异值分解和块对角化)方案相比较,尽管两者具有类似的和速率性能,但是前者具有更少的计算复杂度。(4)探讨了一种双向的全双工MIMO链路的速率渐进表达式,并完成相关的数值仿真。仿真结果显示:在较少数量天线的条件下,时域自干扰消除方案比空间域自干扰抑制方案性能更好。
【关键词】：带内全双工 MIMO 自干扰 频谱效率
【学位授予单位】：南京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN929.5;TN919.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 专用术语注释表8-9
• 第一章 绪论9-17
• 1.1 研究背景和意义9-12
• 1.2 全双工综述与发展轨迹12-15
• 1.3 论文的主要研究内容15
• 1.4 论文的结构安排15-17
• 第二章 全双工通信的关键技术及应用17-33
• 2.1 全双工系统与半双工系统的性能对比17-18
• 2.2 全双工系统的若干关键技术18-26
• 2.2.1 自干扰消除技术18-23
• 2.2.1.1 自干扰大小估计18
• 2.2.1.2 自干扰的抑制与抵消18-23
• 2.2.2 全双工MAC层协议设计23-24
• 2.2.3 全双工中继网络编码24
• 2.2.4 全双工中继选择24-25
• 2.2.5 全双工系统资源分配25-26
• 2.3 全双工技术在无线通信网络的各种应用26-29
• 2.3.1 蜂窝网中的应用26-27
• 2.3.2 MAC层协议中的应用27-28
• 2.3.3 物理层的保密性中的应用28-29
• 2.3.4 无线供电的通信网络中的应用29
• 2.4 基于全双工技术的 5G移动无线网络系统29-32
• 2.5 本章小结32-33
• 第三章 IBFD多用户MIMO系统中的用户选择33-46
• 3.1 带内全双工系统模型33-36
• 3.2 用户选择前和选择后的和速率36-37
• 3.2.1 用户选择前和速率36-37
• 3.2.2 用户选择后和速率37
• 3.3 仿真结果与分析37-40
• 3.4 带内全双工的机遇与挑战40-44
• 3.4.1 带内全双工的重要性40-41
• 3.4.2 带内全双工的研究挑战与机遇41-44
• 3.5 本章小结44-46
• 第四章 一种下行多用户MIMO系统中的预编码方案46-54
• 4.1 系统模型46-47
• 4.2 传统的BD算法回顾47-48
• 4.3 改进的QR-EVD算法48-49
• 4.4 容量与复杂度分析49-53
• 4.4.1 容量分析49-51
• 4.4.2 复杂度分析51-53
• 4.5 本章小结53-54
• 第五章 全双工双向MIMO链路的传输速率分析54-61
• 5.1 系统模型54-58
• 5.2 渐进可达到速率分析58-59
• 5.3 数值仿真分析59-60
• 5.4 本章小结60-61
• 第六章 总结与展望61-63
• 6.1 本文研究工作总结61
• 6.2 进一步工作与建议61-63
• 参考文献63-68
• 附录1 程序清单68-69
• 附录2 攻读硕士学位期间撰写的论文69-70
• 附录3 攻读硕士学位期间参加的科研项目70-71
• 致谢71

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本文编号：757614