毫米波系统中面向多播传输的模数混合波束赋形算法研究

发布时间：2022-08-02 12:23

　　毫米波通信技术使得解决近年来的频带短缺问题成为可能,但毫米波信号需要在基站端部署大规模天线阵列去提供波束赋形增益。在纯数字波束赋形设计中,每一根天线都需要连接一条射频链路,庞大的成本和功耗使得纯数字波束赋形技术在毫米波系统中不实用。为了解决该类问题,模数混合波束赋形技术应运而生。模数混合波束赋形结构大致可以分为全连接结构和部分连接结构,在全连接结构中,每一根射频链路都连接到所有的天线上,在该结构下可以得到显著的增益;在部分连接结构中,每一根射频链路仅连接到一部分的天线,能够简化硬件的实现。而模数混合波束赋形技术与多播服务的结合,也受到了广泛研究。然而,现有的面向多播传输的模数混合波束赋形设计算法多基于SDR（Semi-definite Relaxation）算法,复杂度较高;同时现有的面向多播传输的模数混合波束赋形设计均假设发射端享有完美的CSI（Channel State Information）,在实际系统中难以得到。本文主要研究了面向多组多播传输的低复杂度的模数混合波束赋形设计以及在非完美信道状态下的鲁棒性设计。这两种设计均采用了低复杂度的部分连接结构。在第一部分中,本文构建了一... 

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 论文的研究背景
        1.2.1 毫米波技术的研究背景
        1.2.2 大规模MIMO的研究背景
        1.2.3 模数混合波束赋形技术的研究背景
        1.2.4 多播技术的研究背景
    1.3 论文的主要内容和章节安排
        1.3.1 论文的主要内容
        1.3.2 论文的章节安排
第二章 模数混合波束赋形算法概述和相关技术背景
    2.1 模数混合波束赋形算法概述
        2.1.1 单播传输
        2.1.2 多播传输
    2.2 相关技术背景
        2.2.1 交替迭代算法
        2.2.2 CCP算法
        2.2.3 ADMM算法
        2.2.4 SDR方法
        2.2.5 Bernstein-type不等式方法
    2.3 本章小结
第三章 毫米波系统中面向多播传输的低复杂度模数混合波束赋形设计
    3.1 引言
        3.1.1 相关工作
        3.1.2 本章研究动机
    3.2 系统模型和问题建模
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 毫米波信道模型
        3.2.3 问题建模
    3.3 算法设计
        3.3.1 数字波束设计
        3.3.2 模拟波束设计
        3.3.3 总体算法
    3.4 仿真结果图与分析
    3.5 本章小结
第四章 非完美信道状态下面向多播传输的模数混合波束赋形设计
    4.1 引言
        4.1.1 相关工作
        4.1.2 研究动机
    4.2 系统模型和问题建模
        4.2.1 系统模型
        4.2.2 相位误差模型和毫米波信道模型
        4.2.3 问题建模
    4.3 算法设计
        4.3.1 模拟波束赋形设计
        4.3.2 数字波束赋形设计
        4.3.3 总体算法
    4.4 仿真结果图与分析
    4.5 本章小结
第五章 全文总结与研究展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文



本文编号：3668515