大規(guī)模天線系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法研究.pdf

1、為滿(mǎn)足不斷增長(zhǎng)的無(wú)線通信數(shù)據(jù)傳輸需求，利用尚未開(kāi)發(fā)的毫米波頻段的頻譜成為解決傳輸速率與有限頻譜資源瓶頸的有效方式。目前，配置大規(guī)模天線陣列的毫米波MIMO系統(tǒng)引起了學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的廣泛關(guān)注，它能同時(shí)提供更寬的傳輸帶寬和更高的頻譜效率。結(jié)合毫米波傳播特性和大規(guī)模天線陣列的特性，混合預(yù)編碼技術(shù)成為毫米波MIMO系統(tǒng)中重要的信號(hào)處理方法，它能有效抵抗多徑衰落，減少傳輸數(shù)據(jù)流之間干擾，從而提高頻譜效率。
　　傳統(tǒng)的MIMO系統(tǒng)為每一根天線

2、配置一條射頻鏈，預(yù)編碼處理僅在數(shù)字基帶進(jìn)行。隨著天線數(shù)目的增加，這將產(chǎn)生巨大的硬件開(kāi)銷(xiāo)和能耗，因而傳統(tǒng)預(yù)編碼方案已不再適用于毫米波MIMO系統(tǒng)。為降低毫米波MIMO系統(tǒng)射頻復(fù)雜度，混合預(yù)編碼方案將信號(hào)處理分為兩個(gè)階段，分別是模擬預(yù)編碼和數(shù)字基帶預(yù)編碼處理。通過(guò)模擬預(yù)編器的處理，能有效降低射頻鏈數(shù)目，從而降低了射頻開(kāi)銷(xiāo)和能耗，再利用低維度數(shù)字預(yù)編碼器，能實(shí)現(xiàn)逼近傳統(tǒng)全數(shù)字預(yù)編碼方案的良好傳輸性能。
　　本文首先回顧了毫米波通信系統(tǒng)中

3、MIMO結(jié)構(gòu)，分析了傳統(tǒng)MIMO結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，重點(diǎn)關(guān)注毫米波系統(tǒng)中模擬數(shù)字混合MIMO結(jié)構(gòu)和透鏡天線陣列結(jié)構(gòu)。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)編碼算法研究。其中，對(duì)于模擬數(shù)字混合結(jié)構(gòu)，研究了單用戶(hù)與多用戶(hù)情形下幾種混合預(yù)編碼算法。另外，針對(duì)混合結(jié)構(gòu)中具有較低復(fù)雜度的部分連接結(jié)構(gòu)，首先介紹了現(xiàn)有的典型算法，分析其性能與算法復(fù)雜度，在此基礎(chǔ)上提出了改進(jìn)的混合預(yù)編碼算法，仿真表明改進(jìn)后的算法能以較低復(fù)雜度實(shí)現(xiàn)良好的性能。
　　最后，對(duì)于透鏡天