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随机波束成型技术的研究

作　者: 黄海
导　师: 孙怡
学　校: 大连理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 多输入多输出多用户分集随机调度随机波束成型
分类号: TN919.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 82次
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内容摘要

目前人们对多媒体通信业务的需求正不断增长,因此,多天线技术作为一种能够有效提高频带利用率的技术,在未来几年内将成为众多应用技术中的重点。而针对多用户MIMO系统的调度和空间复用的研究都能够使MIMO系统在实际应用中获得最大限度的性能提升。本文所要研究的随机波束成型便是这样一种能有效利用随机调度和空间复用来提高系统性能的技术。本文首先简单介绍了MIMO技术的一些基本知识,并对机会波束成型和正交随机波束成型两种技术的基本原理进行了说明,同时从理论上证明了正交随机波束成型的优越性能。在此基础上,本文分析了随机波束成型中波束数对系统性能的影响,并介绍了目前常用的利用波束数来改进系统性能的方法,并通过仿真验证了这些方法的有效性。基于目前对正交随机波束成型的理论分析,本文提出多种对随机波束成型技术的改进方案。首先将多波束思想应用于正交随机波束成型中,并针对训练时间长的问题提出一种间接的多波束训练方式,这样便克服了多波束思想中的不利因素,可以在用户数较大时获得较好的性能提高。然后,本文又在正交随机波束成型的基础上应用了二次反馈的方法,利用Givens旋转来改善随机生成的波束向量的方向,从而提高系统性能。最后,本文针对用户端多天线时的正交随机波束成型提出了一种改进,此改进将对波束组合进行遍历,以提高一定计算量的代价换取系统性能上的提高。在最后,本文对随机波束成型技术和全文内容进行了总结,并对目前正受关注的一些研究方向和未来将成为热点的一些问题做了适当的展望。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-11
  1.1 本文的研究背景和意义  8
  1.2 本文研究内容  8-10
    1.2.1 研究内容概述  8-9
    1.2.2 本文主要贡献  9-10
  1.3 本文结构  10-11
2 MIMO系统理论基础  11-19
  2.1 MIMO系统介绍  11-12
  2.2 MIMO系统容量  12-15
  2.3 多用户 MIMO下行系统  15-19
    2.3.1 系统模型  15-16
    2.3.2 系统容量  16-17
    2.3.3 多用户分集与复用  17-19
3 随机波束成型技术的研究概况  19-37
  3.1 机会波束成型  19-22
    3.1.1 基本原理  19-20
    3.1.2 比例公平原则  20-21
    3.1.3 多波束机会波束成型  21-22
  3.2 正交随机波束成型  22-30
    3.2.1 基本原理  22-25
    3.2.2 吞吐量分析  25-30
  3.3 波束组合选择下的正交随机波束成型  30-34
    3.3.1 波束数与系统性能关系  30-32
    3.3.2 波束子集选择下的正交随机波束成型  32-34
  3.4 系统仿真  34-37
4 几种改进的随机波束成型技术  37-52
  4.1 多波束矩阵下的正交随机波束成型  37-40
    4.1.1 系统模型  37
    4.1.2 训练与调度  37-39
    4.1.3 反馈  39-40
  4.2 基于 Givens旋转的正交随机波束成型  40-46
    4.2.1 Givens旋转  40-42
    4.2.2 调度算法  42-44
    4.2.3 系统仿真  44-46
  4.3 用户端多天线时的改进随机波束成型  46-52
    4.3.1 波束组合下的随机波束成型  47-48
    4.3.2 组合方式及计算量分析  48-49
    4.3.3 系统仿真  49-52
5 总结与展望  52-54
参考文献  54-57
附录A 极值理论  57-60
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  60-61
致谢  61-62

随机波束成型技术的研究

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