大规模MIMO系统中基于随机几何模型的基站覆盖研究开题报告
2021-12-17 22:04:00
全文总字数:3585字
1. 研究目的与意义及国内外研究现状
基站覆盖技术是无线通信网络部署过程中必须要考虑的问题。多小区无线通信系统中,用户的性能取决于接收到的信干噪比(sinr),基站部署将直接影响小区的覆盖性能及用户的服务质量。同时,建设基站的成本是运营商必然考虑的问题,如何在保证用户服务质量的情况下,以最小的成本建设无线网络是考验运营商的一大问题。
相比与传统的系统,大规模系统不仅仅是大规模天线阵列的使用,天线元素的数目的增加,实际上,大规模技术让人们重新考虑无线通信的整个过程。传统的技术中探讨的一大问题就是如何更高效的利用多天线所带来的更多的自由度,将传统的时域和频域扩展到了时域、频域、空域。大规模技术使用的大规模天线阵列大大的增加了空域可用自由度,为码字设计、波束赋形算法的研究带来了更多的可能性。此外,大规模天线阵列带来了信道特性的变化,同时导频污染对大规模系统的影响引起了人们的注意。
近年来,小区分裂是一大趋势,通过在一个区域内部署更多的基站获得更好的系统表现,比如,femtocell, small cell等概念的提出。那么,有个问题就出现在我们面前:基站密度该如何设定来满足系统的要求?为满足系统覆盖要求,基站密度的限制会对系统容量产生什么样的影响?
2. 研究的基本内容
本课题在理论基础上对大规模系统进行随机几何建模,以及对导频污染建模。给出大规模系统中覆盖概率以及用户平均可达速率的确切表达式,最终通过数值仿真分析大规模系统的覆盖及速率性能。另外本课题还进行了大规模系统中基站覆盖技术研究,计算出在满足系统覆盖(中断率)要求的基站密度的上界的表达式,以及成功面积频谱效率上界的表达式,最后通过仿真分析系统最大中断率与基站密度上界及成功面积频谱效率之间的关系。
课题共分为五个章节:
第一章节介绍关于本课题研究方向的研究背景、研究意义以及研究现状。
3. 实施方案、进度安排及预期效果
实行方案:
通过文献了解随机几何以及基站覆盖概率的相关知识,利用仿真来研究大规模mimo系统中基于随机几何模型的基站覆盖技术研究。介绍大规模mimo技术的特点与优势,重点分析多小区大规模mimo技术中导频污染的成因及对系统性能的影响。
随后对大规模mimo系统进行随机几何建模,基站的空间分布抽象为泊松点过程,用户随机分布在以每个基站位置为圆心的圆形覆盖区域内,然后计算出导频序列平均复用概率来估计导频污染对系统的影响。
4. 参考文献
[1] 邱玲,徐杰,刘蓓.《多用户多小区通信技术》[m],人民邮电出版社,
2011 (完整的)
[2] hoydis,j.,hosseini,k.,brink,s.t.,debbah,m.(2013).making smart use of excess antennas:massive mimo,small cells ,and tdd.[j] bell labs technical journal,18(2),5-21.