多用戶MIMO廣播信道波束賦形與能效分析.pdf

1、伴隨著無線移動通信技術(shù)的快速發(fā)展,人們對能夠進行及時可靠的移動通信需求愈加顯著。而有限的頻譜資源、能量資源又制約著這一訴求,因此,不斷提高頻譜利用效率和能量利用效率顯得愈加迫切。波束賦形技術(shù)在提升MIMO無線通信系統(tǒng)容量、抑制干擾,進而提升系統(tǒng)頻譜效率方面有著重要的促進作用。目前,該技術(shù)已經(jīng)被寫入3GPP協(xié)議。
　　波束賦形技術(shù)通過對發(fā)射信號和接收信號進行必要的處理,使得信干噪比顯著增加,以此提升系統(tǒng)容量和抑制干擾。這種技術(shù)也可以

2、看做是對發(fā)送信號的空間濾波:通過在發(fā)射端設(shè)計發(fā)射矩陣,使得信號在盡可能的對準期望用戶的前提下,再盡可能的減少對其它用戶的干擾;通過在接收端設(shè)計接收矩陣,使得盡可能的提升期望信號功率,同時抑制干擾信號功率。在完成波束賦形矩陣設(shè)計后,對功率進行合理有效的分配也是提升系統(tǒng)頻效和能效的關(guān)鍵技術(shù)之一。一方面,提升發(fā)射信號功率,可以有效的提高系統(tǒng)容量,但是在發(fā)射信號功率增加到一定程度后,頻譜效率和能量效率不會再隨著功率的提升而增加。另一方面,本著節(jié)

3、能減排的思想,系統(tǒng)功耗當(dāng)然是越小越好。
　　結(jié)合波束賦形技術(shù),在此基礎(chǔ)上研究系統(tǒng)能量效率,設(shè)計合理的功率分配協(xié)方差矩陣以期提高系統(tǒng)能量效率,這是值得研究和分析的。在設(shè)計接收端和發(fā)射端的波束賦形矩陣時,完整的信道信息對其性能有著極其重要的作用。但是在實際通信系統(tǒng)中,獲取完整的信道信息比較困難,因此,如何在不完整信道信息情況下設(shè)計波束賦形矩陣也是值得研究的。
　　本文針對多用戶MIMO技術(shù)中的波束賦形技術(shù),能效優(yōu)化方面的問題進行

4、了如下研究:
　　第一章介紹本文研究的意義、廣播信道下的多用戶MIMO波束賦形技術(shù)以及能量效率的研究現(xiàn)狀。
　　第二章介紹波束賦形技術(shù)、能量效率優(yōu)化的常見研究方式方法,介紹本文所需的數(shù)學(xué)優(yōu)化理論,建立系統(tǒng)傳輸模型、功耗模型等等。
　　第三章提出了兩種新的波束賦形算法,分別是基于信號空間維度波束賦形算法和基于空間距離波束賦形算法。針對這兩種算法,我們給了發(fā)射端和接收端波束賦形矩陣的閉式解,并且結(jié)合波束賦形算法,分析了能效