版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、在無線通信中,多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)可以利用空間自由度,在不增加發(fā)射功率和系統(tǒng)帶寬的條件下,提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾?,已成?G的關(guān)鍵技術(shù)。作為MIMO系統(tǒng)的一個(gè)重要技術(shù),波束成形可實(shí)現(xiàn)空分多址,干擾抑制等,因而被廣泛應(yīng)用于各種無線通信網(wǎng)絡(luò)中。在傳統(tǒng)無線通信中,波束成形的實(shí)現(xiàn)是基于準(zhǔn)確的信道信息(Channel State Information, CSI)。但是,實(shí)際通信中的C
2、SI往往不準(zhǔn)確,且波束成形的性能對(duì)CSI誤差敏感。為了保證用戶不同的服務(wù)質(zhì)量(Quality of Service, QoS),本文針對(duì)二階有界CSI誤差,二階無界CSI誤差和高階CSI誤差,研究了認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)、雙向中繼網(wǎng)絡(luò)、物理層安全網(wǎng)絡(luò)中穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)。另外,作為5G的關(guān)鍵技術(shù):大規(guī)模MIMO,可以成數(shù)量級(jí)的節(jié)省發(fā)送功率、提高的通信可靠性和降低信號(hào)處理復(fù)雜度。但是,由于不同的小區(qū)共用相同的訓(xùn)練序列,導(dǎo)頻污染嚴(yán)重制約大規(guī)模MIMO
3、網(wǎng)絡(luò)的性能。為了減小導(dǎo)頻污染的影響,本文研究大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡(luò)中的最優(yōu)的訓(xùn)練序列分配問題。針對(duì)上述問題,本文的創(chuàng)新點(diǎn)和研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)方面:
1.在MIMO認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中,針對(duì)限制干擾對(duì)齊性能的兩個(gè)因素:非準(zhǔn)確的CSI和有限的信噪比(Signal-to-Noise Ratio,SNR),本文提出了穩(wěn)健的信號(hào)和干擾聯(lián)合對(duì)齊的方法,可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)信號(hào)對(duì)齊和干擾對(duì)齊??紤]二階有界的CSI誤差場(chǎng)景,該方法以最小化信號(hào)泄露和干擾泄露
4、總和為目標(biāo),先后利用S引理、正交松弛和半正定松弛(Semidefinite Relaxation,SDR)方法,將非凸的聯(lián)合優(yōu)化問題分解轉(zhuǎn)化為凸的半正定規(guī)劃(semidefinite programming,SDP)子問題,實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健的信號(hào)和干擾聯(lián)合對(duì)齊。仿真驗(yàn)證了所提出的方法可以提高在有限的SNR條件下的性能和對(duì)CSI誤差的穩(wěn)健性。
2.在認(rèn)知無線電雙向中繼網(wǎng)絡(luò)中,當(dāng)存在CSI誤差時(shí),雙向中繼中的自干擾不能完全消除,嚴(yán)重影響雙
5、向中繼的性能。針對(duì)二階有界的CSI誤差和殘余的自干擾,本文提出了一種先收縮后松弛(Restriction and Relaxation,RAR)的穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)方法。具體的,該方法以最小化中繼發(fā)送功率為目標(biāo),同時(shí)滿足認(rèn)知用戶的信干噪比(Signal to Interference Plus Noise Ratio,SINR)要求和主用戶的IT要求。在收縮步驟,無限多的復(fù)雜約束被分解為有限數(shù)目的線性不等式(linear matrix i
6、nequalities,LMIs)。在松弛步驟,非凸的優(yōu)化問題松弛為凸問題,并用內(nèi)點(diǎn)法可以進(jìn)行有效求解。仿真驗(yàn)證了所提RAR方法的有效性和穩(wěn)健性。
3.在認(rèn)知無線電網(wǎng)絡(luò)中,針對(duì)二階無界CSI誤差,本文提出了一種機(jī)會(huì)約束的穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)方法,該方法以最小化所有認(rèn)知用戶的總功率為目標(biāo),同時(shí)滿足認(rèn)知用戶SINR中斷率約束和主用戶的IT概率約束。首先,利用兩種Bernstein型不等式,分別將SINR概率約束和IT概率約束轉(zhuǎn)化為確定
7、性形式的約束,然后通過SDR將將不可求解的非凸問題轉(zhuǎn)松弛為可以求解的凸問題。仿真結(jié)果驗(yàn)證與基于最差情況的穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)方法相比,所提出的方法可以顯著降低發(fā)送功率。
4.針對(duì)物理層安全網(wǎng)絡(luò)中三種常見的二階無界CSI誤差,提出了一種物理層安全的機(jī)會(huì)約束穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)框架。本文研究了在發(fā)送功率和安全速率中斷率約束條件下的物理層安全速率最大化問題。由于存在概率約束,問題是非凸且難以求解。為了解決這個(gè)難題,本文提出了一種先松弛后收縮
8、的兩步算法框架,可以獲得高質(zhì)量的波束成形設(shè)計(jì)解,而且在某些情況下可以獲得全局最優(yōu)解。與傳統(tǒng)的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法相比,所提出的算法顯著降低了穩(wěn)健設(shè)計(jì)的保守性。
5.針對(duì)高階無界CSI誤差,本文首次提出了可以處理高階CSI誤差的穩(wěn)健波束成形設(shè)計(jì)方法??紤]四階高斯CSI誤差,穩(wěn)健中繼波束成形設(shè)計(jì)的目標(biāo)為最小化中繼發(fā)送功率,同時(shí)滿足合法用戶的SINR的中斷概率約束和竊聽用戶的SINR的中斷概率約束。對(duì)于涉及四階CSI誤差的概率約束,如何轉(zhuǎn)化
9、為確定性的約束,目前還是一個(gè)公開的難題。針對(duì)該問題,本文首次提出了Moment不等式,該不等式可以將涉及高斯隨機(jī)變量的概率約束保守的近似為確定性的形式,包括處理二階、三階、四階等CSI誤差。此外,本文對(duì)比分析Bernstein型不等式和Moment不等式的保守程度。仿真驗(yàn)證了所提出Moment不等式的有效性和穩(wěn)健性。
6.為了緩解大規(guī)模MIMO網(wǎng)絡(luò)中的導(dǎo)頻污染,提高用戶的SINR,本章提出了低復(fù)雜度的聯(lián)合訓(xùn)練序列分配和用戶接入
10、方案。根據(jù)圖論理論,最優(yōu)訓(xùn)練序列分配問題可以等價(jià)轉(zhuǎn)化為最小權(quán)重多部圖匹配問題。針對(duì)該NP難問題,本文提出了一種迭代Hungarian算法可以獲得近似解。在聯(lián)合訓(xùn)練序列分配和用戶接入方案中,基站可以為空缺的訓(xùn)練序列直接接入用戶,不需要對(duì)所有的用戶重新進(jìn)行訓(xùn)練序列分配。具體的,用戶接入問題可以等價(jià)的轉(zhuǎn)化為集合基數(shù)約束的最小化Supermodular問題。盡管該類問題為NP難問題,本文提出了一種貪婪算法可以獲得次優(yōu)的用戶接入方案。同時(shí),針對(duì)集
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 無線通信系統(tǒng)中空時(shí)域信號(hào)處理的研究.pdf
- 無線通信系統(tǒng)信道估計(jì)方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf
- 無線通信MIMO系統(tǒng)的信道估計(jì).pdf
- 基于壓縮感知的無線通信信號(hào)處理方法研究
- 超寬帶無線通信系統(tǒng)的信道估計(jì)方法研究.pdf
- 無線通信的智能信號(hào)處理及信道編碼理論研究.pdf
- 無線通信衰落信道的實(shí)現(xiàn).pdf
- 大規(guī)模MIMO無線通信系統(tǒng)信道估計(jì)方法研究.pdf
- MIMO寬帶無線通信中的空時(shí)信號(hào)處理與信道估計(jì)研究.pdf
- 無線通信信道設(shè)計(jì).pdf
- 無線通信發(fā)射信號(hào)預(yù)處理技術(shù).pdf
- OFDM無線通信系統(tǒng)的信道估計(jì)的研究.pdf
- 正交頻分復(fù)用無線通信系統(tǒng)中信道估計(jì)與信號(hào)檢測(cè)方法研究.pdf
- 基于無線通信的生理信號(hào)監(jiān)護(hù)系統(tǒng).pdf
- 寬帶無線通信系統(tǒng)中的信道均衡研究.pdf
- 稀疏信號(hào)處理在無線通信中的應(yīng)用.pdf
- 無線通信系統(tǒng)多信道MAC協(xié)議研究.pdf
- 高鐵無線通信系統(tǒng)中的隧道信道模型.pdf
- 迭代檢測(cè)在無線通信信號(hào)處理中的應(yīng)用.pdf
- 超寬帶無線通信系統(tǒng)中時(shí)變信道估計(jì)方法研究.pdf
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論