LTE-Advanced系统中大规模天线技术研究

发布时间：2017-06-21 18:04

  本文关键词：LTE-Advanced系统中大规模天线技术研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文以LTE-Advanced技术演进为目标,对当前学术界和工业界广泛讨论的大规模天线技术进行了研究。理论研究表明,大规模天线系统在提高用户数据速率、提升用户服务质量等方面具有非常大的潜能。因此,大规模天线技术一经提出,就成了下一代无线通信系统物理层关键技术的有力候选者。本文主要从两个方面对大规模天线技术及系统进行了研究。首先,本文研究了大规模天线系统中天线配置和资源分配问题。对于大规模天线系统而言,如何配置天线是首当其冲的问题。本文以能量效率准则为基础,推导了最优天线数配置策略,使用Lambert W函数等方法得出了存在上行信道估计误差的情况下最优激活天线数的闭式解。随后,本文在上述天线配置的基础上,研究了大规模天线系统中的资源分配问题。我们考虑了一个配置有大规模天线基站的异构网模型,并以比例公平准则为基础,得出了该系统中的最优资源分配策略,为大规模天线系统的组建给出了实质性的指导。其次,在链路级层面,针对大规模天线技术中的MIMO检测技术,本文研究和设计了一种LR辅助的K-best MIMO检测器。该检测器是专门针对大规模天线系统中潜在的信道相关性多变这一特点而设计的,该检测器在保证低复杂度、低误比特率的同时,能有效地适应各种程度的信道相关性,适用于大规模天线系统。本文就该检测器的理论背景、实施过程、改进过程做出了详细阐述。最终的仿真结果显示,本文所设计的检测器在BER=210?量级上较传统的近优检测器有1~3dB的增益,并且在各种信道相关性场景下表现出了与ML检测相似的性能,拥有很强的鲁棒性。
【关键词】：大规模天线 能量效率 资源分配 MIMO检测
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN929.5
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-14
• 缩略语表14-16
• 符号说明16-17
• 第一章 绪论17-22
• 1.1 引言17-18
• 1.2 选题背景与意义18-21
• 1.2.1 移动通信系统的演进18
• 1.2.2 大规模天线技术的提出18-20
• 1.2.3 大规模天线技术的研究脉络20-21
• 1.3 本论文的主要工作21-22
• 第二章 大规模天线配置及资源分配研究22-51
• 2.1 引言22-23
• 2.2 大规模天线配置研究23-35
• 2.2.1 概述23-24
• 2.2.2 大规模天线系统模型24-25
• 2.2.3 能量效率问题建模25-27
• 2.2.4 最优天线数配置策略27-32
• 2.2.5 仿真结果和分析32-35
• 2.3 大规模天线系统资源分配策略研究35-50
• 2.3.1 概述35-37
• 2.3.2 大规模天线系统异构网模型37-40
• 2.3.3 资源分配问题建模40-42
• 2.3.4 最优资源分配策略42-45
• 2.3.5 仿真结果和分析45-50
• 2.4 本章小结50-51
• 第三章 大规模天线系统MIMO检测算法研究51-94
• 3.1 引言51-52
• 3.2 大规模天线系统链路综述52-55
• 3.2.1 大规模天线MIMO-OFDM系统链路级模型52-53
• 3.2.2 传统的MIMO检测方案概述53-55
• 3.3 大规模天线系统的信道相关性定义及影响55-63
• 3.3.1 大规模天线系统信道相关性成因及其定义55-58
• 3.3.2 大规模天线系统中信道相关性对于MIMO检测算法的影响58-63
• 3.4 格基规约算法63-70
• 3.4.1 格基规约63-65
• 3.4.2 高斯消元法65-66
• 3.4.3 LLL算法66-67
• 3.4.4 Seysen算法67-68
• 3.4.5 Brun算法68-70
• 3.4.6 应用LR算法需要考虑的其他因素70
• 3.5 LR算法辅助的线性检测方案70-75
• 3.5.1 MIMO系统中ZF检测方法71-72
• 3.5.2 LR算法辅助的ZF检测方法72
• 3.5.3 LR算法辅助的ZF检测器仿真结果72-73
• 3.5.4 LR辅助算法提高系统性能的直观解释73-75
• 3.6 LR算法辅助的非线性检测方案75-87
• 3.6.1 MIMO系统实数模型75-76
• 3.6.2 K-Best算法76-77
• 3.6.3 LR辅助的K-Best检测算法基础部分77-87
• 3.7 仿真结果87-92
• 3.8 本章小结92-94
• 第四章 总结与展望94-96
• 4.1 主要工作与创新点94-95
• 4.2 后续研究工作95-96
• 参考文献96-103
• 致谢103-104
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文和申请的发明专利104

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