大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中頻帶效率和能量效率的優(yōu)化.pdf

1、與傳統(tǒng)多用戶MIMO系統(tǒng)相比，大規(guī)模MIMO系統(tǒng)通過提高基站的發(fā)射天線數(shù)目，增大系統(tǒng)的容量以及降低發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射功率，可以滿足第五代移動通信對于頻帶效率和能量效率的高需求。但是在考慮電路功耗時，更多的發(fā)射天線數(shù)目意味著更多的射頻單元、更大的能量消耗，使得導(dǎo)致系統(tǒng)能量效率的降低。這就導(dǎo)致了系統(tǒng)頻帶效率與能量效率的矛盾。本文主要是通過合理選擇合適的發(fā)射天線數(shù)目以及合適的發(fā)射功率來優(yōu)化系統(tǒng)的頻帶效率以及能量效率。
　　論文的主要工作如下：

2、
　　推導(dǎo)了包含大尺度衰落迫零以及最大比發(fā)送預(yù)編碼下的大規(guī)模 MIMO系統(tǒng)的容量公式，利用容量公式寫出了系統(tǒng)頻帶效率、能量效率表達式，在此基礎(chǔ)上分析了系統(tǒng)頻帶效率與能量效率的關(guān)系。
　　利用得到的系統(tǒng)頻帶效率和能量效率的關(guān)系，并結(jié)合多目標優(yōu)化的概念，分析了系統(tǒng)頻帶效率、能量效率的優(yōu)化，也就是帕累托最優(yōu)關(guān)系。討論了與該帕累托最優(yōu)關(guān)系對應(yīng)的工作點，也就是可以控制系統(tǒng)工作狀態(tài)的參數(shù)，這里通常采用的是發(fā)射天線數(shù)目和發(fā)射功率值。

3、>　　提出了三種算法求解該帕累托最優(yōu)關(guān)系和工作點，分別是：粒子群直接求解算法，基于加權(quán)和的粒子群算法，基于NBI的粒子群算法。這三種算法各有其特點，粒子群直接求解算法利用的是帕累托的概念，理解起來容易，但是很難得到工作點?；诩訖?quán)和的粒子群算法實現(xiàn)起來比較簡單，但是求得的解不均勻，且存在漏解的情況。而基于NBI的粒子群算法是三種算法中最好的，可以找到任意間隔的均勻解。
　　進一步考慮了用戶的影響，分析了用戶數(shù)目和用戶間功率分配對系