【摘 要】
:
随着移动通信的高速发展,系统频谱效率(Spectral Efficiency,SE)和能量效率(Energy Efficiency,EE)是5G(5th Generation Mobile Commumcation System,5G)通信系统设计的关键性能指标。由于频谱资源有限以及高速率容量的需求,SE作为一种传统性能指标早已得到广泛关注研究。此外,无线通信系统日益增加的能耗使得未来无线通信技术
论文部分内容阅读
随着移动通信的高速发展,系统频谱效率(Spectral Efficiency,SE)和能量效率(Energy Efficiency,EE)是5G(5th Generation Mobile Commumcation System,5G)通信系统设计的关键性能指标。由于频谱资源有限以及高速率容量的需求,SE作为一种传统性能指标早已得到广泛关注研究。此外,无线通信系统日益增加的能耗使得未来无线通信技术将更多以绿色通信为导向研究演进。从提升系统SE和EE两方面看,去蜂窝大规模多输入多输出(Multiple Iutput Multiple Output,MIMO)系统作为分布式大规模天线系统的一个重要分支,凭借其独特优势成为未来移动通信极具潜力的关键技术之一。该系统引入“以用户为中心”的思想,其核心思想为网络中大量分布式无线接入点相互协作,采用时分双工(Time-Division duplex,TDD)模式,在相同的时频资源下服务数量相对更少的用户,并连接负责协调和数据处理的中央处理器(central processing unit,CPU)。与传统蜂窝网络相比,该系统消除了小区边界概念,有效缩短接入点与用户之间的距离,大幅降低路径损耗,避免频繁越区切换的同时有效抑制用户间干扰,具有部署灵活、用户服务质量(quality-of-service,Qo S)均衡和覆盖范围广等优势。然而,该系统的拓展性和性能受到回程容量及干扰影响的限制。本论文结合国内外移动通信发展现状,研究了去蜂窝大规模MIMO系统的频谱效率和能量效率功率分配优化的问题。首先,本文利用完全分布式的信号处理方案即全导频迫零(fullpilot zero-forcing,fp ZF)预编码算法,接入点使用本地获得的信道状态信息(channel state information,CSI),在本地对接收信号执行检测合并和对发射信号进行预编码处理。该算法提供了干扰消除增益,增强所需信号增益,主动抑制用户间干扰,无需在接入点和CPU之间交换瞬时CSI即无需额外的回程链路开销。此外,考虑了瑞利衰落信道模型,信道估计误差、功率控制和导频污染的影响,推导出上下行链路可实现的SE闭式表达式。在每个用户Qo S和功率约束的情况下,建模SE的功率分配优化问题,通过选择最佳功率控制系数使得SE实现最大化。随后建立实际的上下行功耗模型,在获得可达到的系统EE闭式表达式后,建模上下行EE功率分配优化问题。其中提出了一种最佳功率控制算法,该算法旨在通过从数值上优化功率控制系数在满足Qo S约束和功率约束下使得总EE达到最佳性能。最后,我们分析了两种接入点选择策略:基于接收功率的选择和基于最大的大范围衰落的选择,以便于实际实施,且使得fp ZF可扩展实现,对可服务用户的数量没有任何限制,为所有用户提供合理良好的Qo S,仿真结果证明可有效提高系统整体EE。重要的是,我们设计了一种的顺序凸逼近(sequential convex approximation,SCA)算法来全局解决非凸的功率控制优化问题。SCA策略是一种迭代几何规划算法,可以通过求解一系列凸规划来确定该算法。仿真结果表明,提出的SCA算法经过几次迭代即可快速收敛到稳定值,并且性能优于等/全功率传输系统,在改善总和SE和总EE方面具有优越性。
其他文献
随着智能设备、虚拟现实、物联网等新兴技术的出现,业务对计算的要求越来越高,终端无法在短时间处理大量的应用程序,此外终端的耗电也面临着严重的压力,为了解决这些问题,业界提出来移动边缘计算技术(MEC,Mobile Edge Computing)。MEC技术可通过计算卸载的方式将部分任务转移到边缘云服务器中进行处理,从而减少了移动终端的处理任务,大幅降低了业务的时延和终端的耗能,因此边缘计算卸载技术已
人工表面等离激元(Spoof Surface Plasmon Polaritons,SSPPs)是一种在周期性金属表面激励起的具有色散特性的表面波,有很强的场束缚性。本文结合SSPPs和共面带状线(Coplanar Stripline,CPS)的理论基础,研究设计了多个端射天线和阵列,主要内容概括如下:(1)设计了一个基于SSPPs的宽带端射天线。SSPPs由偶极子型单元组成,由于引入了一个相位翻
随着无线通信领域中对于雷达的小型化与集成化要求越来越高,调频连续波(FMCW)凭借其高精度、低成本、体积小的特点,在军用和民用得到了越来越多地关注,FMCW雷达相较于脉冲雷达而言,结构简单,分辨率高,发射功率较低,在高精度距离测量方面具有明显优势。射频收发机作为FMCW穿墙雷达系统的关键组件之一,其性能条件的好坏直接决定了后续信号处理的难度。本文中采取了零中频结构作为收发机结构来使用,与超外差结构
肌电信号(Electro Myo Gram,EMG)是一种十分重要的生物电信号,其随着人体的肌肉运动而产生,该信号的检测分析对临床诊断及人机接口、康复运动等都具有重要意义。目前,在众多相关研究领域中,针对肌电信号的手势识别一直是人们研究关注的重点。该领域传统研究通常采用机器学习方法进行手势识别的分类,近年来,随着深度学习的应用热潮到来,许多研究人员开始将深度学习算法应用于该领域并取得了优于传统方法
矩形微同轴传输结构具有超宽带、非色散、低损耗、高功率容量、高隔离等特点,基于矩形微同轴的元器件设计与实现成为当前无线通信技术发展的一个重要方向。在无线通信电路、设备及系统的加工测量和工程实现中,传输线转换结构可以实现各种类型传输线之间的互连和匹配,其性能好坏直接影响整个系统的性能指标。本文基于新型加工工艺,对几种传输线转换结构的分析、设计与加工测试进行研究,具体内容如下:(1)矩形微同轴-微带线转
2020,一场疫情,人类的生活方式发生诸多变化,许多线下活动都转为线上开展。在这样的背景下,人们更需要高速率、广连接的网络。传统的正交多址技术无法支持通信系统日益增长的需求,因此,非正交多址技术成为现如今研究的热点。另外,异构网络和设备到设备(Device to Device,D2D)通信技术的出现满足了用户的爆炸性数据速率要求和移动互联网的大连通性,所以将非正交多址(Non-Orthogonal
无线移动通信技术的飞速发展,使得多输入多输出(multiple-input-multiple-output,MIMO)技术成为了二十一世纪互联网移动通信科技发展的一个重要方向。随着大规模MIMO中基站端与用户端配置的天线数不断增加,系统的吞吐量也随之增加,从而使得信道状态信息(chan nel state information,CSI)的获取难度越来越大。为了提升大规模MIMO系统的性能和稳定性
大规模多输入多输出(Massive Multiple-input Multiple-output,Massive MIMO)是第五代移动通信(Fifth Generation of Mobile Communication,5G)的关键技术之一,其中信号检测技术在5G通信环境中具有重要的研究意义。传统的大规模MIMO信号检测方法应用在当前的通信系统很难平衡误码率性能与复杂度,而人工智能技术的发展使
政府补助作为一种创新激励方式,在上市公司中发挥着巨大的作用。政府补助是以无偿方式为部分符合要求的企业提供资产援助,包括财政拨款、财政贴息、税收返还和无偿划拨非货币性资产等形式。对高新产业的上市公司而言,政府补助数额往往较大。2020年中商情报网公布的上市公司政府补助排行榜中,部分企业接受补助的金额高达数亿元,导致外界产生了这些企业是否过度依赖政府补助的质疑。文章以A公司2018~2020年年度报告
面对社会的发展与技术的进步,传统媒体的传播方式已经不能满足民族传统节日的传播需求,需要借助数字化的传播手段——H5,探索出适用于当下民族传统节日宣传的方法体系。文章的主要关注点是利用H5宣传所产生的传播效果,引发用户对于民族传统节日文化传承和保护的思考。本文以节日主题的H5宣传设计为研究对象,通过对节日宣传需求的分析,结合H5广告设计特点,总结出针对民族传统节日的H5宣传设计方法。论文由五部分组成