无线多播传输系统波束成形研究

来源 :中国科学技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhang1118168
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着移动互联网数据共享业务的高速发展,多播技术由于具有点对多点的天然特性,正逐步得到业界的关注。然而,无线多播面临着复杂而恶劣的信道问题,多播组内任一用户接收失败均将导致重传,而重传意味着信道及能源的浪费。简而言之,整个多播组的服务质量取决于多播组内最差用户的服务质量及中断特性。因此,要提高无线多播的整体服务质量,研究在无线多播环境下的鲁棒性及中断特性具有重要意义。   通过调整在不同的天线方向上的天线增益,波束成形技术能有效改善信道较差用户的接收信噪比和中断特性,达到系统性能的平衡,进而有效的提升无线多播的整体服务质量,是实现鲁棒性传输的重要技术方案。然而要实现波束成形矢量的优化设计,需要已知完美的信道状态信息。事实上,基于完美信道状态信息下的波束成形设计方案,已经是非常成熟的研究成果。然而,在恶劣的无线环境中,获取完美信道状态信息并非易事。在实际系统中,所获取的信道信息不可避免的存在误差。例如,信道估计过程会产生估计误差;量化过程会带来量化误差;信道信息的反馈会带来反馈时延等。这些都是波束成形设计过程中,必须要考虑的因素。   本文的研究思路是在多播信道状态信息非完美的基础上,建立信道状态信息存在误差与延时的不同模型,通过调整波束成形矢量设计来实现多播传输的鲁棒性及高能效。围绕着该研究思路,主要工作分为如下三个部分:   量化误差下的多播波束成形设计:主要考虑由量化误差导致的非完美信道信息场景。设立基站下行功率最小化和用户最大最小公平性两个优化目标。针对长时间尺度下的信道信息相关矩阵,利用确定性边界误差矩阵建立数学模型。结合半正定松驰和半正定规划,将原优化问题转化为凸问题,进一步利用凸优化工具求解最优的波束成形矢量设计方案。   信道估计误差下的多播波束成形设计:主要考虑信道估计误差导致的非完美信道信息场景。针对长时间尺度下的信道信息相关矩阵,利用高斯随机变量建立误差模型,主要解决中断概率约束条件下的基站下行发射功率最小化问题。由于中断概率的约束表达式是非闭合的,本文分别从等效边界转化为确定边界问题和从概率角度直接优化两个方向出发,提出了最差边界法和高斯错误函数方案,完成在估计误差存在条件下的鲁棒性的波束成形矢量设计方案。   反馈延时下的多播波束成形设计:主要考虑频分双工系统中长时间尺度及信道信息反馈存在延时条件下的波束成形矢量设计。针对反馈延迟的信道信息,利用最小均方误差估计来预测当前的信道信息。设立基站下行功率最小化和用户最大最小公平性两个优化目标,利用信道信息的预测结果,结合半正定松驰和半正定规划,将问题转化为凸优化问题,进一步利用凸优化工具求解最优的波束成形矢量设计方案。   本文研究的基于多播信道状态信息非完美条件下的波束成形设计方案,讨论了信道状态信息存在误差与延时的不同场景,在实际系统中具有重要意义,能有效提升无线多播在信道信息不完美条件下的系统性能。
其他文献
近年来,无线传感器网络的发展日新月异,越来越多的机构开始致力于其研究开发与商用的工作中。作为无线传感器网络的典型应用之一,远程环境监测正随着人们对环境问题的日益关注而
自从上世纪80年代以来,移动通信系统历经了1G、2G、3G、以及即将运营的4G发展阶段,呈现了迅猛发展的态势。期间出现了以码分多址(CDMA)、时分多址(TDMA)以及频分多址(FDMA)等
为了适应移动互联网的快速发展,及应对IEEE联盟Wimax技术的挑战,3GPP在发布LTE Rel-8后,启动了LTE-A的标准化工作,引入了协同多点传输技术(Coordinated Multi-Point Transmission
铝电解电容作为分立元件是现代电子工业中不可替代的基本电子元件,而化成箔则是生产铝电解电容的关键材料。电子信息产业的飞速发展使得高质量的化成箔需求量增加。尤其是高
近几十年来,协作通信技术在无线通信领域中得到了广泛的应用。从本质上来讲,协作通信可以被看作一种广义的MIMO概念,它是通过构成虚拟的天线阵列从而使终端用户获得空间分集的协
数据挖掘技术成为近年来的研究热点。KNN Joins问题是数据挖掘中的典型问题,在数据挖掘中的知识发现、空间数据库和数据清洗等领域发挥作用。该问题包含近邻查询与Joins操作两
随着互联网技术的高速发展,我们正从信息时代步入数据时代,数据量的增长速度呈现几何式趋势。现在比较流行的网络服务,如:淘宝、微信、微博、证券等,每天都会产生数以万计的数据。
移动机器人同步定位与地图构建(Simultaneous Localization and Mapping,SLAM)是实现机器人自主导航的关键技术之一。使用SLAM技术构建的二维地图已经在移动机器人自动导航中得
荧光寿命成像检测技术是一项非常重要的技术,在生物物理、生物化学、临床医学等领域都有非常广泛的研究。荧光寿命成像不会受到荧光染料的分布浓度、样品猝灭等因素的影响,只跟
图像在获取和传输的时候很容易被噪声污染,噪声对图像的影响特别大,不仅影响了人们的视觉效果,降低了图像的分辨率,而且对后续进一步的图像处理的也造成了巨大的麻烦。为了更好的