大规模无线光mimo系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择研究

《大规模无线光mimo系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：TN925.93单位代码：10183研究生学号：2013522003密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）大规模无线光MIMO系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择研究StudyofChannelNon-reciprocityCompensationCorrectionModelandAntennaSelectionforOpticalLargeMIMOSystem作者姓名：陈洁专业：通信与信息系统研究方向：无线光通信指导教师：迟学芬教授培养单位：通信工程学院2015年6月未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论女书面版本、电

2、子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕±学位论文原创性声明：所呈交学位论文，独立本人郑重声明，是本人在指导教师的指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体。本人完全意识到本，均已在文中Ｋ明确方式标明声明的法律结果由本人承担。＂＇学位论文作者签名；；

3、巧、Ｓ日期：Ｍ／占年（月／日——————————————————————————————————大规模无线光MIMO系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择研究——————————————————————————————————StudyofChannelNon-reciprocityCompensationCorrectionModelandAntennaSelectionforOpticalLargeMIMOSystem—————————————————————————————————————作者姓名：陈洁专业名称：通信与信息系统指导教

4、师：迟学芬教授学位类别：工学硕士答辩日期：2016年6月5日摘要大规模无线光MIMO系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择研究自由空间光通信FSO比起射频通信具有高速光带宽、无需频谱许可、抗电磁干扰等优点。大规模MIMO技术作为5G的关键技术之一，可以显著提升系统容量和能量效率。将大规模MIMO技术应用于FSO系统中，既可以有效抵抗大气湍流造成的有害影响，又可以克服射频中大规模MIMO的导频污染问题，使得整个系统的有效性和可靠性都得到大幅度地提升，因此，本文研究大规模无线光MIMO系统。大规模无线光MIMO系统存在着两个关键问题，一是上下行信道的

5、非互易，二是天线数量巨大且部署密集。虽然在射频中也存在上下行信道非互易的情况，使得TDD下大规模MIMO信道估计的CSI是不完美的。但是在FSO中，由于大气湍流的存在，会使得信道的非互易问题更加复杂且不可忽视。另一方面，天线数量巨大使得系统能耗、硬件成本增加，天线部署密集存在空间相关性使得系统的分集或复用性能降低。因此，提出有效的天线选择算法也同样势在必行。本文研究一单小区多用户大规模无线光MIMO系统，针对上述两个关键问题，分别研究系统的信道非互易补偿矫正模型和天线选择。本文主要工作论述如下：（1）研究大规模无线光MIMO系统的信道非互易补偿矫

6、正模型。首先，建立系统模型，并基于激光在大气中传输产生的大气路径损耗、光束几何扩展和光强闪烁三方面影响，建立系统的信道模型。然后，研究系统上下行信道非互易的影响因素，包括推导激光束斜程穿过大气湍流的上下行光强衰减和光束扩展，以及针对上下行信道空间相关性的差异，建立适用于不同湍流强度的统一的相关性模型。最后，基于所建立的系统模型、信道模型，综合上下行信道非互易的多种影响因素，提出针对大规模无线光MIMO系统的信道非互易补偿矫正模型。仿真结果证明了该补偿矫正模型对于不同强度大气湍流的情况都十分适用。（2）研究大规模无线光MIMO系统的天线选择。首先，

7、针对存在天线选择的大规模无线光MIMO系统，推导其信道互信息的近似分布，证明其存在信道硬化现象，且总天线数量N越大，信道硬化现象越显著。然后，基于系统能量效率的定义，针对电路功率消耗与发射功率相对大小不同的情况，分别研究了发射功率和选择天线数目对系统能量效率的影响。最后，从理论和实际两个角度出发，分别以能量效率最大化和中断能量效率最大化为目标研究天线选择算法。理论推导了使得能量效率最大化的天线选择数目，并且基于实际LTE系统的QoS标准规范，推导系统的中断平均互信息值，提出满足中断能量效率最大化的M_BSA天线选择算法。关键词：大规模无线光MIM

8、O，信道非互易，补偿矫正，天线选择，中断能量效率ABSTRACTStudyofChannelNon-reciprocityCompens