【摘 要】
:
相比于传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,大规模MIMO拥有多种优势,如频谱利用率高,系统容量大等,但是这些都以基站能够获取准确的下行信道状态信息(Channel State Information,CSI)为前提。而在频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)模式中上下行链路不再具有互易性,因此基站只能通过反
论文部分内容阅读
相比于传统多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术,大规模MIMO拥有多种优势,如频谱利用率高,系统容量大等,但是这些都以基站能够获取准确的下行信道状态信息(Channel State Information,CSI)为前提。而在频分双工(Frequency Division Duplex,FDD)模式中上下行链路不再具有互易性,因此基站只能通过反馈获得准确的下行链路CSI,但在大规模MIMO系统中基站处通常部署了大量的天线,使得CSI反馈开销急剧增大,造成通信系统性能下降,因此如何降低CSI反馈开销是FDD模式大规模MIMO系统研究的热点问题之一。近年来深度学习技术快速发展并被应用到多种行业中,并且其表现出了比传统技术更好的性能。同时,深度学习技术在实施的过程中,只对输入数据做简单的矩阵乘法和加法,没有复杂的运算操作,这给研究大规模MIMO系统低开销高精度的CSI反馈方法提供了新思路,基于此,本文对如何将深度学习技术与大规模MIMO系统CSI反馈结合进行了研究,旨在降低大规模MIMO系统CSI反馈开销并提高CSI恢复精度。本文主要的工作如下:(1)介绍了大规模MIMO技术演进过程,拥有的优势以及实施过程中面临的挑战,在此基础上引出了大规模MIMO系统模型并阐述了信道特性,接着介绍了常用来进行CSI反馈的方法,包括码本方法,压缩感知方法以及深度学习方法。为后续的研究奠定了基础。(2)针对现有CSI反馈方法数据恢复精度低的问题,提出了一种基于注意力机制的CSI反馈方法。所提方法在用户端采用卷积神经网络(Convolutional Neural Network,CNN)对信道特征进行提取,接着使用全连接神经网络(Fully Connected Neural Network,FCNN)对提取的特征进行压缩;在基站端先将接收到的数据恢复到原始大小,然后使用CNN对信道数据进行预测恢复,为了提高CSI恢复的精度,利用空间注意力机制对重要特征进行恢复以及通道注意力机制获得不同通道数据的权重。最后仿真结果表明,相比于传统方法以及Csi Net方法,所提方法具有更好的反馈性能。(3)研究了大规模MIMO系统信道的空间相关性以及针对现有基于深度学习的CSI反馈方法提取特征不够完善,提出了一种基于非局部神经网络的CSI反馈方法。为了增大网络的感受野,所提方法在数据压缩阶段采用扩张卷积神经网络(Dilated Convolutional Neural Network,DCNN)对特征进行提取,该网络能够在不增加计算复杂度情况下扩大网络的感受野获取更多的信道特征;在CSI恢复过程中,利用大规模MIMO信道的空间相关性,使用非局部神经网络获得远程依赖信息,提高CSI重构精度。仿真结果表明,所提方法与传统方法以及Csi Net方法相比,能够进一步提升CSI反馈性能。
其他文献
随着电动汽车产业的发展,未来将有大量的电动汽车接入配电网,电动汽车用户充电时间、充电位置和用户驾驶行为均具有不确定性,大规模电动汽车的集群式充电行为将会影响电网的安全可靠运行。充分发挥电动汽车的交通减碳潜力,是实现“双碳目标”的重要途径。电动汽车充电站既是配电网的一部分,同时也是公共服务设施,充电站的建设规划,需要统筹考虑配电网、充电站以及电动汽车用户三方的综合成本。由于电动汽车负荷和配电网传统负
有源功率校正(APFC)技术在减小谐波对电网系统的影响、提高能源利用率上起着重要的作用。随着工业界的需求发展,针对APFC技术有着更高的要求:一方面要求其在保证稳态高功率因素(PF)值的情况下对暂态性能的提升,另一方面要求变换器的效率进一步提升。在控制层面上,由于AC-DC系统固有的瞬时功率不平衡,导致控制需要取舍系统的暂稳态性能。在拓扑层面上,无桥PFC变换器方案取消了Boost PFC变换器的
三元锂电池作为一种储能元件,因其能量密度高、倍率特性好等优点在新能源电动汽车中应用非常广泛。三元锂电池的荷电状态(State Of Charge,SOC)不仅可以充当电动汽车的“油表”,还可以为电池安全运行提供依据,因此对其准确估计具有重要意义。本文以NCR18650PF为研究对象,探究了温度对锂电池容量等特性的影响,建立了锂电池二阶戴维宁等效电路模型并进行了离线参数辨识,提出了一种可变遗忘因子递
电动汽车的大规模替代传统燃油汽车是实现“碳达峰”和“碳中和”的重要手段,而电驱变流器作为电动汽车的核心部件,其可靠性事关电动汽车行业发展。研究表明,电动汽车的启停、加速和减速等负载波动均会引起绝缘栅双极型晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor,IGBT)的结温波动,将导致IGBT内不同封装材料间产生机械热应力,诱发封装材料或材料界面退化,进而导致IGBT器件失效
随着负荷持续增长与风电、光伏等可再生能源快速发展,新型电力系统不确定性激增,为系统安全稳定运行带来了新的挑战。经济调度(Economic dispatch,ED)是当前电力系统制定合理发电计划、优化资源配置的基础工具之一。随着高比例可再生能源接入与电力市场的逐步开放,对电力系统经济调度计算效率要求更高,加重了现有方法的计算负担。为保证高比例可再生能源电力系统的安全稳定运行,考虑N-1安全约束的经济
随着以智能手机为代表的消费类电子产品的飞速发展,人们对手机快速充电器等中小功率电源的效率和功率密度要求不断提高。传统的反激变换器由于不能实现软开关和漏感能量回收,已越来越难以适应用户对小体积、高效率充电器的需求。有源箝位反激(Active Clamp Flyback,ACF)变换器能够较好的解决这一问题,目前已在50W~200W电源中得到了广泛应用。ACF变换器的工作过程较为复杂且工作性能受寄生参
压接型绝缘栅双极型晶体管(Press Pack Insulated Gate Bipolar Transistor,PP-IGBT)器件具有功率密度高、双面散热、短路失效模式等优势,是柔性直流换流阀等大容量电力电子装备的理想器件。为了提升柔性直流输电系统的安全可靠运行能力,要求压接型IGBT器件具备足够的短路耐受能力。由于短路失效瞬间发生,现有基于实验测试的短路失效研究难以准确表征压接封装IGBT
油纸绝缘是高压电气设备中应用最广泛的绝缘形式,是电能发、输、变、配全过程中电气设备安全运行的重要保障,其可靠性直接关系到电力系统的稳定运行。受潮是油纸绝缘可靠性的最大威胁,含水量增加一方面会直接降低油纸绝缘的电气强度和机械强度,另一方面会增大介质损耗,加剧设备温升,加速绝缘老化,严重降低设备运行寿命及可靠性,因而准确分析油纸绝缘的受潮状态对保障设备安全具有重要的现实意义。频域介电谱法由于其无损检测
研究和发展新能源汽车是当前汽车行业的挑战和机遇。三相异步电机由于体积小、损耗低、结构简单、成本低廉、坚固耐用等优点在新能源汽车驱动系统中被广泛使用。三相异步电机矢量控制的关键在于准确估计磁链,但是其电阻和电感会受电机工作时的运行状态和环境因素影响而发生变化,进而阻碍电机工作在高效区。因此如何在控制三相异步电机的过程中削弱因其参数变化造成的影响是目前研究三相异步电机控制的热点,具有一定的理论意义和工
多腔室灭弧结构构型简单、灭弧性能良好,作为新型防雷装置,已受到广泛关注,将其融于绝缘子、避雷器、并联间隙等设备构成了多种新型的配网线路防雷装置,特别是多腔室并联间隙较为常见。但因受多腔室结构整体电弧运动特性了解不全面、外间隙设置方法不准确的因素限制,实际使用中频繁出现多腔室防雷装置绝缘配合失效、未能有效灭弧的问题。因此,本文开展了多腔室并联间隙冲击电弧运动特性及与绝缘子串的绝缘配合研究,为确定装置