检索结果-内蒙古大学图书馆

信号处理 2023年第7期39卷 1309-1318页

作者：肖海林何怡玲胡智群谢湘伟张中山湖北大学计算机与信息工程学院湖北武汉430062 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京理工大学信息与电子学院北京100081

无小区大规模mimo(Cell-Free Massive mimo,CF-mmimo)系统中大量的无线接入点在同一时间频率资源中服务所有的用户,具有较高的网络覆盖率和频谱效率,是下一代无线通信的前沿技术之一。然而,正交导频数量的限制以及用户信道质量的差异造... 详细信息

无小区大规模mimo(Cell-Free Massive mimo,CF-mmimo)系统中大量的无线接入点在同一时间频率资源中服务所有的用户,具有较高的网络覆盖率和频谱效率,是下一代无线通信的前沿技术之一。然而,正交导频数量的限制以及用户信道质量的差异造成了较严重的用户间干扰。为了优化这一干扰问题,本文提出了无小区大规模mimo系统中基于图着色的导频分配与功率控制算法。利用基于图着色的导频分配算法降低导频污染,提高了信道估计精度。在此基础上,通过最大-最小功率控制算法降低多用户同频干扰,满足了系统中用户的混合服务质量需求。数值仿真结果表明:所提出的基于图着色的导频分配与功率控制算法可以显著提高系统的95%用户频谱效率以及最小用户速率,较好抑制了CF-mmimo系统中的用户间干扰。

关键词：无小区大规模mimo系统导频污染功率控制 AP选择图着色算法

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无小区大规模mimo系统的频谱效率研究

无小区大规模MIMO系统的频谱效率研究

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作者：何怡玲湖北大学

学位级别：硕士

无小区大规模多输入多输出(Cell-Free massive Multiple-Input Multiple-Output,CFm mimo)系统通过分布式无线接入点(Access Point,AP)覆盖整个区域,并在同一时间频率资源内服务所有用户,具有较高的覆盖率和频谱效率(Spectral Efficiency,SE),被认为是未来最具潜力的无线接入技术之一。然而,CF-m mimo系统采用分布式网络架构和高密度的AP部署在实现网络覆盖率提升的同时,也给抑制用户间干扰和降低系统部署成本带来了新的挑战。因此,本文从导频分配、AP选择、功率控制以及低精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)对系统SE的影响等方面进行了研究,旨在提升系统SE和降低实际部署成本。本文的主要研究内容总结如下: 1、针对CF-m mimo系统中严重的用户间干扰问题,提出了一种基于图着色的导频分配与功率控制算法。利用基于图着色的导频分配算法降低导频污染,提高了信道估计精度。在此基础上,通过最大-最小功率控制算法降低多用户同频干扰,满足了系统中用户的混合服务质量需求。数值仿真结果表明,所提算法相较于贪婪导频分配与功率控制算法,系统上行SE大约提升了7.1%以上,较好的抑制了用户间干扰。 2、针对实际部署中大量AP配备完美精度ADC带来的高功耗与硬件成本难题,研究了低精度ADC下CF-m mimo系统的SE,旨在确定合适的低精度ADC位数达到硬件成本与SE之间的最佳平衡。具体地,推导了低精度ADC下CF-m mimo系统的上、下行链路SE的闭式表达式,并基于该式分析了AP数量、用户传输功率以及ADC位数等系统参数对上行SE的影响。为了降低成本的同时提升SE,提出了一种低精度ADC下贪婪导频分配算法抑制导频污染。数值仿真结果表明,AP配备5位低精度ADC时的系统SE逼近完美精度ADC,且增加AP端的天线数量可以弥补低精度ADC导致的性能损耗。此外,所提算法相较于低精度ADC下随机导频分配算法,系统上行SE大约提升了23%以上,较好的抑制了导频污染。

关键词：无小区大规模mimo系统 AP选择导频分配功率控制低精度ADC

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低精度ADC下无小区大规模mimo系统的频谱效率研究

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信号处理 2024年第8期40卷 1520-1530页

作者：肖海林何怡玲谢湘伟胡智群张中山湖北大学计算机与信息工程学院湖北武汉430062 北京邮电大学信息与通信工程学院北京100876 北京理工大学信息与电子学院北京100081

无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mmimo)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具... 详细信息

无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mmimo)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具潜力的使能技术之一。然而,大量AP处配备高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)导致的高功耗与硬件成本,限制了CF-mmimo系统的实际部署。为了有效地降低硬件成本,本文研究了低精度ADCs下CF-mmimo系统的上行链路频谱效率(spectral efficiency,SE)。在不完美的信道估计下,利用加性量化噪声(additive quantization noise model,AQNM)模型和最大比合并(maximal ratio combining,MRC)接收机滤波器,推导了CF-mmimo系统中用户上行可达速率的闭式表达式,并基于该表达式分析了AP数量、用户传输功率以及ADCs精度等系统参数对SE的影响。为了最大化CF-mmimo系统的SE,提出了一种低精度ADCs下贪婪导频分配算法抑制导频污染。将导频分配建模为最大-最小导频优化问题,通过迭代更新速率最小用户的导频序列,使其所受导频污染的影响最小,从而最大化该用户的可达速率。最后,将配备低精度ADC的CFmmimo系统与传统完美精度ADC系统进行性能比较。数值仿真结果表明,系统配备5位低精度ADCs时的SE逼近完美精度ADCs,增加AP端天线数可以弥补低精度ADCs导致的性能退化。此外,所提算法不仅有效抑制了导频污染,还缩小了用户之间的速率差距,提升了系统的95%用户SE。

关键词：无小区大规模mimo系统低精度模数转换器加性量化噪声模型导频分配

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