5G移動通信系統(tǒng)中3D MIMO的波束形成.pdf

1、移動通信即將進入到第五代(5G)，在5G時代，天線大規(guī)模3D MIMO成為其中的一個技術亮點。大規(guī)模3D MIMO由于增加了垂直維度空間分量并且采用大規(guī)模天線陣列，使得分辨率得到了極大的提高，但同時也增加了其波束形成的難度，因此大規(guī)模3D MIMO的波束形成成為了一個技術焦點。本文以5G中3D MIMO為背景，通過狼群算法對波束形成進行了分析與研究。
　　狼群算法(WPA)是一種適用于多目標優(yōu)化的算法，應用WPA算法可以有效的對權

2、值進行優(yōu)化。根據(jù)對權值優(yōu)化的推導過程，我們對WPA算法進行了改進，提出了一種改進型的WPA算法，即:采用佳點集均勻初始化方法，提高WPA算法收斂速度;采用自適應變步長，提高群體機動性;通過將過度集中的個體進行分散化來提高種群搜索多樣性，避免陷入局部最優(yōu)。
　　波束形成過程中難免存在導向矢量誤差，利用WPA算法，對導向失配因子進行修正，最大程度的降低導向失配;加入導向失配修正的波束形成，結合旁瓣約束，有效的抑制了旁瓣干擾。
　

3、　進一步利用WPA算法對波束形成權值與天線陣元間距進行聯(lián)合優(yōu)化。在基站端陣元通過開關控制陣元接入與斷開，實現(xiàn)陣元間距的調整。以WPA算法實現(xiàn)的聯(lián)合優(yōu)化，在角度域信號導向矢量波束形成時可以實現(xiàn)低旁瓣干擾與高精度波束指向;在信道域預編碼波束形成時，可以加強權值與天線陣列匹配，降低不同用戶間信道相關性，從而降低同信道干擾。
　　最后對算法進行了計算機仿真實驗，結果表明，該算法不僅可以進行導向失配修正，而且可以很好的對權值、天線進行聯(lián)合優(yōu)