文档介绍：东南大学
硕士学位论文
基于容量的分布式MIMO系统基站侧天线最优分布研究
姓名:顾旻昊
申请学位级别:硕士
专业:通信与信息系统
指导教师:陈明
20100121
摘要关键词:分布式系统,最优分布,线形小区,圆形小区,小区平均遍历容量,分布式系统综合了系统和分布式天线系统的优点,在不增加带宽的前提下,可以成倍地提高系统容量。前人对于一定天线分布方式下,分布式系统的性能已经做了较多的研究,但是对天线分布方式本身的研究却十分匮乏。已有研究表明天线的分布式方式对分布式系统的性能有较大的影响。本文研究怎样放置基站侧天线才能使得分布式系统的性能达到最优。本文的工作主要集中在以下①研究了基于遍历容量的线形小区基站侧天线最优分布问题。现实中,街道、高速公路、铁路等都可以建模为线形小区。线形小区的特点是可以用一维坐标表示,进行位置优化时相对来说比较简单。本文推导了线形小区中,下行平均遍历容量的解析表达式,并通过极大化该平均遍历容量得到基站侧天线的最优位置。在一些简化的情况下,可以得到天线最优分布的解析解,该解析解和计算机搜索得到的最优解基本重合。②研究了基于遍历容量的圆形小区基站侧天线的最优分布问题。圆形小区是对传统六边形小区的近似,在圆形小区中求解天线的最优位置需要优化二维坐标,因此难度更大。本文首先给出基于下行平均遍历容量的圆形小区基站侧天线最优分布问题的数学模型。为了简化问题,在分析该问题时,本文只考虑了路径损耗的影响。本文通过计算机搜索得到了天线的大致布局,仿真结果表明,搜索得到的天线分布式,其平均遍历容量性能优于集中式分布和随机分布方式。③研究了基于中断概率的基站侧天线的最优分布问题。在基于中断概率的研究中,将线形小区看成是平面小区的一个特例。在上行链路,本章假设移动台只配置有一根天线进行发射。本文利用等效接收频嫉玫搅诵∏骄卸细怕实谋泶锸健K婧螅本文通过计算搜索得到了正方形小区和正三角形小区中天线的大致布局,并对该布局进行了性能验证。在下行链路,假设只有离移动台最近的一根基站天线为移动台发射下行信号。在这种情况下,本文通过理论推导分别得到了移动台进行合并和喜时小区平均中断概率公式,并给出了线形小区的天线最优分布。小区平均中断概率三点:
东南大学硕士学位论文
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插图目录系统结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图分布式系统结构图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯集中式系统平均容量比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图分布式系统平均容量比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。集中式和分布式容量比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.线形小区分布式系统示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图指数分布变量和的啤只考虑路径损耗时次最优位置与搜索最优位置对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯只考虑路径损耗时容量与容量下界的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图考虑路径损耗和多径衰落时天线次最优位置与搜索最优位置对比⋯⋯⋯图悸锹肪端鸷暮投嗑端ヂ涫比萘坑虢迫萘康谋冉稀图考虑路径损耗、多径衰落和阴影衰落时天线天线次最优位置与搜索最优位图考虑路径损耗、多径衰落和阴影衰落时容量与近似容量的比较⋯⋯⋯⋯图豢悸嵌嗑端ヂ洹⒁贫ǘ嗵煜咔榭鱿绿煜叽巫钣盼恢糜胨阉髯钣盼恢枚图籰贫ㄖ皇褂米罱幕咎煜咔榭鱿绿煜叽巫钣盼恢糜胨阉髯钣盼恢枚图圆形小区分布式系统示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。圆形小区位置示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯圆形小区位置等效示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯在直径上的分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图平移后在直径上的分布图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图两根基站天线对称分布示意图⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图对分搜索法原理图木涤肟诘墓叵怠图骄槔萘坑胩煜呶恢玫墓叵怠一种可能的较优分布⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图阉髑蚶肷⒒疽馔肌图煜咦钣盼恢盟阉鹘峁疽馔肌图圆形小区小区平均遍历容量⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图置对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.:⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯骸荆骸海唬
图分布式系统示意⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图正方形小区天线位置搜索结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图正方形小区中断概率仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图切涡∏煜呶恢盟阉鹘峁璤⋯⋯⋯⋯⋯⋯..图三角形小区中断概率仿真结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯图天线配置为,时小区平均巾断概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯.图天线配置为,时小区平均巾断概率