大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)能效問(wèn)題的研究.pdf

1、大規(guī)模天線（Massive multiple-input multiple output，Massive MIMO）和異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)（Heterogeneous network，HetNets）是第五代移動(dòng)通信系統(tǒng)（5G）中的兩種關(guān)鍵技術(shù)，兩者的結(jié)合將會(huì)極大地提高移動(dòng)通信系統(tǒng)的性能與服務(wù)指標(biāo)。相比于傳統(tǒng)的MIMO異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有信道隨機(jī)性趨于穩(wěn)定、降低用戶間干擾及相關(guān)性、空間自由度高等特性。但是隨著異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中天線數(shù)目的增加，系

2、統(tǒng)的能耗也隨之增加，尤其是在如今倡導(dǎo)綠色通信的背景下，能源效率成為了研究的熱點(diǎn)問(wèn)題。
　　本課題針對(duì)大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的能效問(wèn)題展開(kāi)研究，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先，本文分析了大規(guī)模天線系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)和優(yōu)勢(shì)，介紹了幾種在大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)研究中的關(guān)鍵技術(shù)。為接下來(lái)對(duì)系統(tǒng)能源效率及其他性能的分析提供理論基礎(chǔ)。
　　其次，在構(gòu)建的大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)多用戶場(chǎng)景中，本文針對(duì)大規(guī)模天線異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的用戶集中區(qū)域（熱點(diǎn)

3、區(qū)域）的能源效率問(wèn)題進(jìn)行分析。利用大規(guī)模天線系統(tǒng)的空間性以及聯(lián)合空分復(fù)用（Joint Spatial Division Multiplexing，JSDM）技術(shù)，在熱點(diǎn)區(qū)域構(gòu)建一環(huán)散射模型環(huán)境，并利用預(yù)編碼方案來(lái)消除宏蜂窩基站對(duì)熱點(diǎn)區(qū)域的干擾。運(yùn)用隨機(jī)矩陣?yán)碚?，?duì)熱點(diǎn)區(qū)域用戶下行鏈路的頻譜效率和能源效率進(jìn)行了分析，得到了系統(tǒng)能效的極限表達(dá)式。最后通過(guò)仿真得到了能源效率和基站天線數(shù)、基站發(fā)射功率的關(guān)系。
　　最后，本文分析了在最大比