智能反射面辅助下采用低精度DAC的MIMO系统预编码技术研究

来源 :电子科技大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ljiand
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在过去的数十年间,多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术的发展极大地提高了无线通信系统的频谱效率,但是系统的功耗和硬件成本仍然是实际应用中面临的关键问题。采用低精度数模转换器(Digital to Analog Converter,DAC)或者低精度模数转换器(Analog to Digital Converter,ADC)能有效降低系统功耗和硬件复杂度。此外得益于电子器件的发展,智能反射面(Intelligent Reflecting Surface,IRS)作为一种新型无源器件,可以通过改变无线传播环境提高系统性能。将IRS与低精度DAC/ADC相结合用于MIMO通信系统能在降低系统功耗的同时尽可能地提高性能,但IRS相关参数的设计必须考虑DAC/ADC低精度量化对信号产生的影响。基于以上背景,本论文围绕IRS辅助下采用低精度DAC的MIMO系统中的下行链路展开研究,设计了保证用户服务质量(Quality of Service,Qo S)的预编码算法,其中,Qo S的衡量指标是可达速率。一方面,本文研究了基站能够获得准确的信道状态信息(Channel State Information,CSI)时的预编码技术。首先根据加性量化噪声模型推导出多用户系统的可达速率。然后在用户可达速率的约束下,以最小化基站发射功率为目标,建立了以基站预编码矩阵和IRS反射矩阵为优化变量的联合优化模型。模型的目标函数是凸的,但是约束是非凸的。本文基于半正定松弛方法和交替优化方法设计了算法求解这一非凸优化函数。仿真结果表明,所设计的联合优化算法性能明显优于基于最大比率传输的基线算法。另一方面,考虑到在实际应用中,基站往往很难获得准确的CSI,本文进一步研究了CSI存在有界误差时的鲁棒预编码算法,构造了最小化基站发射功率的优化模型。算法设计的难点在于在任意一种可能的误差下均要保证用户Qo S。对此,采用S-引理将此Qo S约束转换为半正定约束。然后基于半正定松弛的思想简化模型,通过交替优化方法将简化后的模型拆分为两个子问题,分别用于求解基站预编码矩阵和IRS反射矩阵。这两个子问题均是凸的,可以使用凸优化工具CVX求解。最后通过仿真展示了所设计的鲁棒预编码算法的性能。
其他文献
锂-铍-铌-钽是重要的关键金属矿产资源,其矿石矿物“稀”、“伴”和“细”的特征决定了一些锂、铍、铌、钽矿床在开采利用上有较大难度,需要加强工艺矿物学研究。除了品位和储量,还要考虑矿石的可选性指标,才能对矿床工业价值进行准确评价。本文在基于锂铍铌钽矿床成矿规律及典型矿床研究的基础上,尝试从工艺矿物学角度提出一套综合性评价锂-铍-铌-钽矿产资源的指标体系。具体内容包括矿床类型、矿石品位、主要工业矿物、
期刊
受到贸易战的影响,2018年中国股市暴跌。相关部门为了让市场重拾信心,修改了公司法关于股份回购的一系列条文,鼓励上市公司主动开展股份回购,宽松的政策使得市场上的参与者纷纷开展回购,回购规模逐年上升。近些年来,A股市场股价崩盘的现象并不罕见,很大程度地损害了股市的健康,而且限制了股市的持续发展,侵害了投资者权益。在这种背景下,政府基于股份回购所出台的一系列宽松政策到底是稳定了股票市场的运行还是愈发加
学位
差分空间调制(Differential Spatial Modulation,DSM)是一种利用天线激活索引实现额外数据传输的多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)无线传输技术。作为空间调制(Spatial Modulation,SM)与差分编码技术相结合的产物,DSM继承了SM系统空时块(Space Time Block,STB)结构的稀疏特性,完
学位
随着用户业务需求的爆炸性增长,如何利用有限的无线资源来承载更多的无线业务成为下一代无线网络研究中一个具有挑战性的问题。对有限的通信资源合理分配能够有效提高无线通信传输能力,然而,传统的资源分配算法会有较大的计算复杂度,不能满足第六代移动通信(The Sixth-Generation of mobile communications,6G)的需求。引入机器学习(Machine Learning,ML
学位
大规模多输入多输出(Massive Multiple-Input Multiple-Output,Massive MIMO)技术已应用于第五代无线通信(The 5th Generation,5G)中,显著提高了频谱利用率。在未来的通信系统中,该技术仍然会是学术界和工业界关注焦点。在典型的上行多用户MIMO通信系统中,基站在同一时频资源下服务多个用户,接收信号是多个用户的叠加。所以需要使用信号检测技
学位
企业融资贵和融资难问题一直是阻碍我国实体经济持续有效发展的障碍,如何合理解决企业融资问题一直都是学术界和实务界所追寻和探索的。为帮助企业减小经营压力和融资环节约束,在经济形势不断发生变化的环境下,政府常通过调整经济政策为企业提供良好的融资环境。然而在现实中,经济政策的调整未必会给企业融资带来一些便利。尤其是自2008年经济危机以来,政府为了应对国际和国内金融市场上出现的各种情况,不断出台新的政策。
学位
诸如毫米波、太赫兹等高频通信频段具有频谱资源丰富、射频聚焦性好等优点,可以极大的满足未来超宽带、超高速的无线网络通信需求。现有高频段通信的核心问题之一是传输能耗控制问题。随着频段增高,电磁信号的空间传播路径耗损呈指数增加,而现有高频段高功率放大器受工艺限制还存在工作效率降低的问题。因此,高频段物理层传输技术在保证传输性能的同时,还需考虑其传输波形对放大器工作效率的影响,避免放大器非线性失真、提高信
学位
江西某含锂瓷石矿为近年探明的超大型瓷石(含锂)矿床,为了给该资源中锂铷的回收利用提供参考,着重对有代表性矿石开展了岩石学、矿物组成、嵌布特征及赋存状态等方面的工艺矿物学研究。结果表明,矿石中浅色云母分为原生云母和新生云母,浅色云母嵌布粒度一般为0.045~1 mm,锂主要赋存于云母中,铷主要赋存于云母和长石中。
期刊
为了减少通信过程中噪声对传输信号的影响,提高整个通信系统的抗干扰能力,信道编码技术是一个重要技术手段。在复杂多变的移动通信环境中,除了常规的加性高斯噪声,由于遮挡、强干扰现象等造成的突发噪声会使得整个信道环境更加恶劣,因此对该场景下信道编码技术的研究具有十分重要的应用价值。而目前由于低密度奇偶校验(Low Density Parity Check,LDPC)码优异的可靠性、灵活的速率兼容以及可并行
学位
创新能力是国家、产业及企业持续发展的核心动力,我国十分重视科技创新工作,将提升企业创新能力列入“十四五”规划的重要目标之一,因此研究如何提升企业创新能力十分有意义。本文将探究融资约束对企业创新能力的影响,在理论方面,构建了我国创业板上市公司内源融资条件和外源融资条件对创新能力影响的理论模型,补充了相关领域的研究;在实践方面,让管理者充分认识到不同方面的融资约束会对创新能力提升造成差异化影响,帮助企
学位