基于随机几何理论的多天线密集无线网络容量研究

发布时间：2023-01-05 18:55

　　随着物联网以及移动互联网的飞速发展,对无线数据流量的需求日益剧增。为了实现下一代无线通信系统超高容量、高数据率的愿景,增加接入站点的数量部署密集网络,缩短目标用户与接入点的距离,以提升对频谱资源的复用效率,是应对网络数据洪流的有效方法之一。另一方面,在接入站点部署多天线,是网络密集化的另一个途径,多天线技术开拓了空域自由度,通过多天线信号处理以获得分集与复用增益,从而进一步提升系统的频谱效率。因此,多天线密集网络是实现网络容量提升的重要使能技术。由于多天线密集网络呈现出新的特点,传统的网络容量性能分析与优化方法不再适用。一方面,随着接入站点数量以及类型的剧增,加剧了密集网络中站点位置的不确定性,传统的基于六边形的确定性网络拓扑模型无法表征站点的不确定性,此外,接入站点数目的庞大导致依赖于系统级仿真的性能评估方法复杂耗时。另一方面,密集网络场景下,随着用户以及接入站点数量的剧增,对于频分双工通信系统而言,依赖于信道估计、反馈的信道状态信息（CSI）获取机制的开销增大,导致接入站点难以获得理想CSI。而非理想发送端信道状态信息（CSIT）,是影响多天线系统增益的重要因素。结合多天线密集网络... 

【文章页数】：130 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
第1章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 引言
        1.1.2 网络密集化概述
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 不同点过程模型网络性能分析研究
        1.2.2 多天线密集网络性能分析研究
        1.2.3 密集网络性能优化研究
        1.2.4 密集网络与其它通信技术结合
    1.3 研究动机与研究内容
        1.3.1 研究动机
        1.3.2 论文的组织结构和研究内容
第2章 随机几何理论介绍
    2.1 空间点过程定义
        2.1.1 泊松点过程
        2.1.2 排斥特性点过程
        2.1.3 簇过程
    2.2 空间点过程数学性质
        2.2.1 距离分布
        2.2.2 矩测度
        2.2.3 点过程的拉普拉斯函数
        2.2.4 泰森多边形的面积分布
    2.3 随机几何在无线网络分析应用中的基本方法
        2.3.1 点过程的拉普拉斯函数法
        2.3.2 平均干扰信号比(MISR)增益法
        2.3.3 点过程拉普拉斯函数高阶导数分析法
第3章 排斥性点过程模型下多天线密集网络容量研究
    3.1 引言
    3.2 系统模型
    3.3 平均用户速率分析
    3.4 区域频谱效率分析
        3.4.1 最优基站服务用户数
        3.4.2 小基站密度对区域频谱效率的影响
    3.5 小结
第4章 非理想CSIT下多天线密集无线网络容量研究
    4.1 引言
    4.2 非理想CSIT下SDMA网络容量研究
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 区域频谱效率推导与分析
        4.2.3 数值仿真结果
    4.3 非理想CSIT条件下协作波束成型网络容量研究
        4.3.1 系统模型
        4.3.2 平均用户速率分析
    4.4 小结
第5章 SDMA-NOMA混合多址架构下密集网络的容量研究
    5.1 引言
    5.2 系统模型
        5.2.1 网络拓扑模型
        5.2.2 SDMA-NOMA混合多址方式
        5.2.3 容量性能指标
    5.3 每组平均用户速率分析
    5.4 区域频谱效率分析与优化
    5.5 数值仿真结果
        5.5.1 每组平均用户速率数值结果讨论
        5.5.2 区域频谱效率数值结果讨论
    5.6 总结
第6章 总结与展望
    6.1 本文总结
    6.2 未来工作展望
参考文献
致谢
攻读博士学位期间的研究成果和参加的项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]A Survey on Terahertz Communications[J]. Zhi Chen,Xinying Ma,Bo Zhang,Yaxin Zhang,Zhongqian Niu,Ningyuan Kuang,Wenjie Chen,Lingxiang Li,Shaoqian Li.  中国通信. 2019(02)



本文编号：3727975