多小區(qū)大規(guī)模MU-MIMO能效優(yōu)化方案.pdf

1、大規(guī)模多輸入多輸出（Multiple-Input Multiple-Output，Massive MIMO）技術(shù)作為未來(lái)移動(dòng)通信中的一項(xiàng)潛在的關(guān)鍵技術(shù)而備受人們關(guān)注；該技術(shù)是傳統(tǒng) MIMO技術(shù)的延伸，它通過(guò)在基站側(cè)配置超大規(guī)模的天線陣列，較傳統(tǒng)MIMO利用天線數(shù)量上的優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步挖掘了空間維度上的資源，并在同一時(shí)頻資源塊內(nèi)服務(wù)更多用戶，顯著提高了系統(tǒng)的能量效率和頻率效率。但是，在Massive MIMO系統(tǒng)中，需要在基站側(cè)配置與發(fā)射天線

2、相同的射頻鏈路，當(dāng)開(kāi)啟所有天線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，不僅電路功耗大，并且有很高的傳輸復(fù)雜度，從能效角度考慮，也不能達(dá)到系統(tǒng)最優(yōu)能效。激活基站側(cè)的部分天線并調(diào)節(jié)發(fā)射功率，能夠降低功耗與傳輸復(fù)雜度的同時(shí)實(shí)現(xiàn)較高能效，滿足當(dāng)今社會(huì)節(jié)能環(huán)保的需求。本文也以此為依據(jù)，針對(duì)Massive MIMO的能效優(yōu)化問(wèn)題做了進(jìn)一步的研究與分析。
　　首先，本文對(duì)Massive MIMO的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行了介紹，包括Massive MIMO的基本應(yīng)用、相關(guān)預(yù)編碼技

3、術(shù)；隨后對(duì)單用戶與多用戶兩種系統(tǒng)模型進(jìn)行了分析，驗(yàn)證了Massive MIMO系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)及線性預(yù)編碼的的可行性，并詳細(xì)介紹了這兩種系統(tǒng)模型下的一些現(xiàn)有能效優(yōu)化方案。
　　然后，具體分析并驗(yàn)證了一種針對(duì)單小區(qū)多用戶Massive MIMO系統(tǒng)下行鏈路的能效優(yōu)化方案，該方案基于天線選擇算法，求出使能效最大化的最優(yōu)天線數(shù)，并說(shuō)明當(dāng)天線數(shù)很大的情況下隨機(jī)天線選擇算法性能接近最優(yōu)。經(jīng)過(guò)仿真分析，與基站側(cè)天線全部開(kāi)啟相比，該方案能夠顯著提高系

4、統(tǒng)能效，但通過(guò)參數(shù)變化對(duì)比看出，該方案僅考慮了發(fā)射天線數(shù)目的優(yōu)化，而沒(méi)有考慮基站側(cè)發(fā)射功率調(diào)節(jié)等問(wèn)題。
　　最后，提出了一種基于多小區(qū)多用戶Massive MIMO下行鏈路的能效優(yōu)化方案，本方案在采用隨機(jī)天線選擇算法的前提下，結(jié)合分?jǐn)?shù)規(guī)劃法，推導(dǎo)出發(fā)射功率、天線數(shù)與能效的關(guān)系式，并給出了一種發(fā)射功率與激活天線數(shù)交替迭代的能效優(yōu)化方案。最后仿真結(jié)果表明，與基站側(cè)所有天線進(jìn)行傳輸相比，本方案在能效方面具有很大的提升，并且與原方案相比，