CRAHNs网络中基于大规模MIMO的波束形成技术的研究

摘要

近年来，CRAHNs网络因为其通信可靠性高的特点得到了广泛研究，但是它对信号的发送功率有一定要求且无法有效抑制多径效应，而大规模MIMO技术可以显著提高系统的能量效率和频谱效率。因此本文将大规模 MIMO技术与CRAHNs网络相结合，对该系统中的波束形成技术作了深入的研究，包括波束形成发送和波束形成接收技术，主要解决系统中存在的多径衰落和多节点干扰问题，提高网络的通信性能并降低能量消耗。
　　（1）宽带波束形成接收技术。将窄带波束形成的信号接收模型和准则推广到宽带，给出了宽带波束形成的处理方法和数学表达式，并针对常规的波束形成算法运用到天线阵旁瓣较高的缺点，提出了可以应用于宽带的旁瓣约束优化波束形成算法，并仿真出了波束响应图，验证了该算法可以有效增强期望信号，抑制干扰信号，并可以降低旁瓣波束响应值。
　　（2）与OFDM相结合以对抗多径的波束形成接收技术。将波束形成技术与OFDM系统相结合，目标是对抗或利用多径。介绍了波束形成应用到OFDM系统中的两种实现结构，研究了常规的 LMS-OFDM算法，针对该算法无法充分利用多径信号和抗干扰性弱的缺点，提出了 MCMV-OFDM的新算法。仿真结果表明，该算法可以充分利用多径信号，降低多径系统的误码率。
　　（3）多节点MIMO系统中以消除同信道干扰（CCI）的波束形成发送技术。给出了多节点MIMO系统的数学模型，学习了常规的在发射端消除CCI的波束形成方案，但是该算法对发送天线数目有一定要求。针对这一缺点，提出了以最大信漏比为准则的波束形成的新方法，该算法可以消除多节点间的干扰，且对发射天线数没有要求，仿真结果证实了该算法可以显著降低系统误码率。

目录

声明

专用术语注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景与意义

1.2波束形成的研究现状

1.3本文主要研究内容和结构安排

第二章 Massive MIMO系统的理论基础

2.1 MIMO技术

2.2天线阵列的窄带信号接收模型

2.3 OFDM基本原理

2.4本章小结

第三章 宽带波束形成接收技术

3.1常规波束形成技术

3.2宽带波束形成接收技术

3.3本章小结

第四章 OFDM系统波束形成接收算法

4.1波束形成OFDM系统结构

4.2 Pre-FFT系统模型

4.3 MCMV-OFDM Pre-FFT算法

4.4仿真结果与分析

4.5本章小结

第五章 MIMO多节点波束形成发送方案

5.1多节点MIMO系统模型

5.2传统的多节点MIMO波束形成算法

5.3基于最大信漏比的多节点MIMO波束形成算法

5.4仿真结果与分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2论文的后续展望

参考文献

附录1 攻读硕士学位期间撰写的论文

附录2 攻读硕士学位期间参加的科研项目

致谢