massive mimo-fbmc系统容量及能源效率的研究

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1、学校代码：１０２７０分类号；ＴＮ９２学号：１３２２０１０２日上每啼絶夫多硕±学位论文Ｍａｓｓ－巧ＭＣ系统容量及能源效率的研究ｉｖｅＭＩＭ０学院：信息与机电工程学院专业：通信与信息系窺硏究巧向；无线通信与自适应信号处理ｔ研究生姓名；赵忠腐指导教以巧：周小平２０１６年０４月完成日期：＇：结上海师范大学硕士学位论文摘要摘要大规模MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）技术通过增加基站天线数可以大幅提高系统频谱效率和能量

2、效率，可以在很大程度上抑制小区内和小区间的干扰，极大地提高系统的总容量，已经成为第5代无线通信网络物理层结构的候选者。同时需要与之相匹配的信号处理技术，滤波器组多载波（FBMC）技术不需要像OFDM那样引入循环前缀（CyclePrefix，CP），可以进一步提高频谱的利用率。最新研究证明，FBMC技术被证明可以很好的匹配大规模MIMO系统，因为两者在5G网络中都体现出较好性能。从系统容量的观点来看，这种组合是至关重要的，因为，相同的频谱不仅可以被所有用户重复利用，并且表现出更高的频谱效率。相信MassiveMIMO-FBMC

3、的无线资源管理将成为下一代移动通信（5G）的关键技术。本文以优化能源效率和系统容量为目标，围绕MassiveMIMO-FBMC系统中天线个数，用户数目和发射功率最优组合；天线选择与子载波分配联合优化；扩频子载波问题，进行了理论研究、仿真验证。主要工作有：大量天线的使用必然引起能耗问题，能量效率问题必然成为下一代移动通信的研究重点之一。本文在一种新的综合能耗模型下，结合发射天线个数M、服务单天线用户数K和单天线发射功率p三者联合优化问题，求出最优能源效率参数组合（M，K，p）,给小区网络建设提供理论指导。目前提高系统容量的有效

4、方法有两种：增加频谱带宽、增加天线数目。然而频谱资源是有限的，要想继续扩展带宽，就需要采用超高频波。目前已经有学者在研究毫米波的应用，这就必须解决超高频波穿透力差的问题，实现技术比较困难。本文采取增加天线数目来增加系统容量，这就面临另一个瓶颈问题，天线数目增加必将加大基站部署难度。所以本文推导出系统容量关于天线与子载波数目二元性的表达方式，利用天线与子载波联合优化获取所需系统容量。最后，以增加子载波数目为出发点，在研究传统扩频子载波技术基础上，研究一种扩频子载波均衡技术，通过增加子载波数目增大系统容量。并且，在接收端解扩前，

5、采用最小均方误差的均衡方法，有效提高频谱效率与系统容量。关键词：MassiveMIMO；滤波器组多载波；能源效率；系统容量；子载波IShanghaiNormalUniversityMasterofScienceAbstractAbstractLargescaleMIMOtechnology（Multiple-InputMultiple-Output）cangreatlyimprovethespectrumefficiencyandenergyefficiencybyincreasingthenumberofbasestati

6、onantennas,andMassiveMIMOalsocangreatlyimproveoverallcapacityandsuppressinter-cellandintra-cellinterference.Additionally,asafundamentalbuildingblockinthephysicallayerof5Gnetworks,theneedforsignalingtechniquesthatarecompatiblewiththeemergingapplicationssuchasFBMC(Fi

7、lterBankMulticarrier).Filterbankmulticarrier(FBMC)technologydoesnotneedtointroducethecyclicprefix(CP),whichcanfurtherimprovetheutilizationofspectrum.Intherecentworks,FBMCwasproventobeagoodmatchformassiveMIMOastheycanbothbringagreatnumberofappealingpropertiesintothe

8、pictureof5Gsystems.Fromnetworkcapacityviewpoint,thiscombinationisofaparamountimportanceasthesamespectrumisnotonlybeingreusedbyalltheusersbutitisb