基于天線選擇技術(shù)的MassiveMIMO系統(tǒng)能效優(yōu)化問(wèn)題研究.pdf

1、Massive MIMO系統(tǒng)通過(guò)在基站端配置超大規(guī)模天線陣列，能夠在充分利用空間自由度的同時(shí)為更多的用戶提供無(wú)線通信服務(wù)，有望在不增加額外系統(tǒng)發(fā)送功率及帶寬的情況下，顯著提高系統(tǒng)的譜效和能效，是未來(lái)5G最具競(jìng)爭(zhēng)力的主流備選方案之一。當(dāng)使用所有天線進(jìn)行無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，Massive MIMO系統(tǒng)的基站需要安裝與基站天線數(shù)目相同的射頻鏈路，導(dǎo)致系統(tǒng)的射頻鏈路硬件成本和實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度大大增加。天線選擇技術(shù)通過(guò)選擇合適的天線子集進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，能夠在

2、獲得較高譜效和能效的同時(shí)降低系統(tǒng)成本及實(shí)現(xiàn)復(fù)雜度，從而滿足綠色寬帶移動(dòng)通信的要求。因此，Massive MIMO系統(tǒng)中天線選擇技術(shù)的應(yīng)用成為目前的研究熱點(diǎn)。本文基于天線選擇技術(shù)，針對(duì)Massive MIMO系統(tǒng)中的能效優(yōu)化問(wèn)題作了進(jìn)一步的研究與分析。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴研究了基于發(fā)送天線選擇技術(shù)的不同Massive MIMO系統(tǒng)模型下系統(tǒng)能效優(yōu)化問(wèn)題，并通過(guò)數(shù)學(xué)理論推導(dǎo)證明了最大化系統(tǒng)能效的最優(yōu)天線選擇數(shù)目的存在性及唯一性

3、。⑵針對(duì)基于天線選擇技術(shù)的單用戶Massive MIMO系統(tǒng)的能效優(yōu)化問(wèn)題，提出了一種低復(fù)雜度的基于二分法的快速天線選擇算法，在提高系統(tǒng)容量的同時(shí)兼顧自身功率消耗。理論分析證明了最大化系統(tǒng)能效的最優(yōu)天線選擇數(shù)目的存在性。仿真結(jié)果表明，本文所提天線選擇算法通過(guò)優(yōu)化激活部分基站天線能夠顯著提高單用戶Massive MIMO下行鏈路系統(tǒng)能效性能。⑶研究了多用戶Massive MIMO下行鏈路系統(tǒng)中基于發(fā)送天線選擇技術(shù)的能效優(yōu)化問(wèn)題，并針對(duì)該系