大型虛擬MIMO系統(tǒng)的性能分析.pdf

1、移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)是我國信息高速公路的重要組成部分，對國民經(jīng)濟(jì)有著巨大的推動(dòng)作用。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，對無線通信業(yè)務(wù)的需求增長迅速。為了在應(yīng)對業(yè)務(wù)增長的同時(shí)保證移動(dòng)通信蜂窩網(wǎng)絡(luò)的可持續(xù)發(fā)展，聯(lián)合提高網(wǎng)絡(luò)的容量和能量效率是亟待解決的問題。多輸入多輸出(MIMO)技術(shù)通過在無線鏈路的兩端分別裝備多根天線，可以有效的提高無線通信系統(tǒng)的能量效率和（或）頻譜效率。但是由于終端設(shè)備的尺寸的限制，MIMO技術(shù)的優(yōu)勢就受到了制約，虛擬MIMO(V

2、-MIMO)技術(shù)通過多用戶的分布式協(xié)作來模擬一個(gè)MIMO系統(tǒng)，突破了終端天線數(shù)的限制，有望于在蜂窩網(wǎng)的架構(gòu)下獲取較高的MIMO增益。
　　V-MIMO技術(shù)可以用于提高系統(tǒng)的能量效率(EE)或頻譜效率(SE)。了解EE和SE之間的置換關(guān)系有利于明確V-MIMO技術(shù)的性能極限，從而指導(dǎo)實(shí)際V-MIMO系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與優(yōu)化。目前在大型蜂窩V-MIMO系統(tǒng)中，EE和SE這對天然的矛盾體的關(guān)系還不明確。為此，本論文針對基于解碼轉(zhuǎn)發(fā)的多用戶蜂窩V

3、-MIMO系統(tǒng)的上行鏈路，研究了其EE與SE的折中關(guān)系。我們首先推導(dǎo)了描述EE-SE置換關(guān)系的隱函數(shù)通式。其次，在高SE和低SE兩種極限情況下，我們推導(dǎo)了描述EE-SE置換關(guān)系的閉合表達(dá)式，并針對高SE的情況提出了一種優(yōu)化EE-SE置換關(guān)系的啟發(fā)式的資源分配方法。通過大量的理論和數(shù)值結(jié)果，我們系統(tǒng)性的研究了V-MIMO系統(tǒng)EE-SE置換關(guān)系隨著終端用戶空間密度、基站空間密度、解碼轉(zhuǎn)發(fā)傳輸協(xié)議設(shè)計(jì)等系統(tǒng)參數(shù)的影響。通過與傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)