毫米波大规模MIMO系统的预编码与信道估计研究
发布时间：2022-08-02 13:39
大规模MIMO系统可以为第五代（5G）蜂窝网络提供高频谱效率、能源效率及高可靠性的性能需求,是第五代（5G）蜂窝网络关键技术。大规模MIMO系统基于空分复用技术,在基站处配备成百上千的天线来增加信道增益。由于不同天线间存在互相干扰,这使得信息处理变得更加复杂,传统的预编码技术、信道估计算法变得不再适用于大规模MIMO系统,亟待创新设计性能更好、复杂度更低的预编码方案和信道估计技术。针对以上提到的两个问题,本文进行了如下的研究:（1）在大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）基站（BS）中,数模转换器（DAC）的功耗占总功耗的很大一部分,使用1位DAC可以大大降低功耗。然而在大规模MUMIMO系统中使用具有1位DAC进行预编码,将会造成额外的失真,降低系统性能。因此提出基于交替方向乘子（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）的非线性预编码算法。该算法将有约束量化预编码问题转化为无约束形式进行求解,并简化算法循环结构。仿真实验结果表明,ADMM量化预编码算法具有系统性能好,计算复杂度低等优点。（2）针对目前毫米波MIMO系统采用...
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 5G无线通信技术
1.2 毫米波与大规模MIMO技术简介及其研究现状
1.2.1 大规模MIMO技术简介
1.2.2 毫米波通信系统分析
1.2.3 毫米波大规模MIMO研究现状
1.3 研究内容
第二章 MIMO技术理论基础
2.1 无线通信系统传播模型
2.1.1 自由空间传播路径损耗模型
2.1.2 Okumura路径损耗模型
2.1.3 Hata路径损耗模型
2.1.4 Rayleigh和 Rician信道模型
2.2 MIMO技术及实际应用系统概述
2.2.1 点对点MIMO
2.2.2 多用户MIMO
2.2.3 大规模MIMO
2.3 大规模MIMO收发器结构
2.4 毫米波信道模型
2.5 大规模MIMO预编码及信道估计理论基础
2.5.1 预编码理论概述
2.5.2 信道估计理论概述
2.6 本章小结
第三章 大规模MU-MIMO下行链路量化预编码研究
3.1 系统模型
3.2 量化的预编码问题描述
3.2.1 线性量化预编码问题
3.2.2 非线性量化预编码问题
3.3 基于ADMM算法的非线性量化预编码
3.4 系统仿真与分析
3.5 本章小结
第四章 毫米波MIMO混合预编码优化交替最小化算法
4.1 毫米波大规模MIMO系统模型
4.1.1 系统模型
4.1.2 信道模型
4.1.3 毫米波宽带正交频分复用系统
4.2 混合预编码优化算法
4.2.1 混合预编码问题描述
4.2.2 基于RSD-AltMin混合预编码优化算法
4.3 复杂度分析
4.4 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 毫米波MIMO系统联合优化信道估计
5.1 系统与信道模型
5.2 毫米波MIMO信道估计研究
5.2.1 信道估计问题描述
5.2.2 ADMM信道估计算法
5.3 仿真结果及分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]毫米波分离型子阵列的低复杂度混合波束成型传输设计[J]. 欧飞飞,何世文,薛春林,徐琴珍,杨绿溪. 信号处理. 2016(09)
[2]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]面向B4G/5G的大规模MIMO无线通信系统关键技术研究[D]. 王毅.东南大学 2016
硕士论文
[1]大规模MIMO系统中预编码技术的研究[D]. 周冬.杭州电子科技大学 2019
[2]大规模MIMO毫米波通信系统中预编码算法研究及实现[D]. 於巧梅.浙江大学 2018
[3]MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D]. 宋楠.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3668627
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 5G无线通信技术
1.2 毫米波与大规模MIMO技术简介及其研究现状
1.2.1 大规模MIMO技术简介
1.2.2 毫米波通信系统分析
1.2.3 毫米波大规模MIMO研究现状
1.3 研究内容
第二章 MIMO技术理论基础
2.1 无线通信系统传播模型
2.1.1 自由空间传播路径损耗模型
2.1.2 Okumura路径损耗模型
2.1.3 Hata路径损耗模型
2.1.4 Rayleigh和 Rician信道模型
2.2 MIMO技术及实际应用系统概述
2.2.1 点对点MIMO
2.2.2 多用户MIMO
2.2.3 大规模MIMO
2.3 大规模MIMO收发器结构
2.4 毫米波信道模型
2.5 大规模MIMO预编码及信道估计理论基础
2.5.1 预编码理论概述
2.5.2 信道估计理论概述
2.6 本章小结
第三章 大规模MU-MIMO下行链路量化预编码研究
3.1 系统模型
3.2 量化的预编码问题描述
3.2.1 线性量化预编码问题
3.2.2 非线性量化预编码问题
3.3 基于ADMM算法的非线性量化预编码
3.4 系统仿真与分析
3.5 本章小结
第四章 毫米波MIMO混合预编码优化交替最小化算法
4.1 毫米波大规模MIMO系统模型
4.1.1 系统模型
4.1.2 信道模型
4.1.3 毫米波宽带正交频分复用系统
4.2 混合预编码优化算法
4.2.1 混合预编码问题描述
4.2.2 基于RSD-AltMin混合预编码优化算法
4.3 复杂度分析
4.4 仿真结果及分析
4.5 本章小结
第五章 毫米波MIMO系统联合优化信道估计
5.1 系统与信道模型
5.2 毫米波MIMO信道估计研究
5.2.1 信道估计问题描述
5.2.2 ADMM信道估计算法
5.3 仿真结果及分析
5.4 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 论文总结
6.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]毫米波分离型子阵列的低复杂度混合波束成型传输设计[J]. 欧飞飞,何世文,薛春林,徐琴珍,杨绿溪. 信号处理. 2016(09)
[2]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨. 中国科学:信息科学. 2014(05)
博士论文
[1]面向B4G/5G的大规模MIMO无线通信系统关键技术研究[D]. 王毅.东南大学 2016
硕士论文
[1]大规模MIMO系统中预编码技术的研究[D]. 周冬.杭州电子科技大学 2019
[2]大规模MIMO毫米波通信系统中预编码算法研究及实现[D]. 於巧梅.浙江大学 2018
[3]MIMO-OFDM系统的信道估计研究[D]. 宋楠.哈尔滨工程大学 2010
本文编号：3668627
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xixikjs/3668627.html
