毫米波MIMO系统低峰均比序列与预编码研究

发布时间：2018-01-06 08:25

本文关键词：毫米波MIMO系统低峰均比序列与预编码研究　出处：《东南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：随着移动互联网迅猛发展,数据业务的激增令移动通信技术面临着更新与变革。毫米波通信作为下一代通信技术的关键技术受到了广泛关注。毫米波通信与大规模MIMO相结合的数模混合毫米波MIMO阵列技术成为了其中一个亮点。毫米波MIMO通信系统仍将采用OFDM技术,但毫米波的高损耗、大带宽、超高频段特性令其相比传统OFDM系统对高峰均比问题更加敏感；另外毫米波MIMO阵列中低能耗低复杂度的分离型数模混合架构也引起了广泛关注,分离型数模混合架构目前研究尚不充分,其在大规模MIMO下的单用户模拟预编码问题、多用户数模混合预编码问题等仍待进一步解决。因此,本文以毫米波无线局域网IEEE 802.11aj的标准化为契机,研究了毫米波MIMO;通信系统中的低峰均比训练序列优化设计、分离型数模混合架构下阵列模拟波束对准和多用户MIMO混合预编码等关键技术。本文主要工作如下：1.对毫米波通信做了概述,分析了毫米波的特性、毫米波通信的优势与挑战。以毫米波无线局域网为例,阐述了毫米波通信面临的高峰均比问题、毫米波MIMO阵列的模拟波束对准问题、毫米波MIMO阵列的多用户混合预编码问题。以IEEE 802.11aj为主要研究场景,详细阐述了该协议物理层技术规范。同时参考IEEE 802.11ad/ay/ax等协议,对相关的关键技术进行了前瞻性探索与讨论。2.研究了毫米波无线局域网中低峰均比训练序列的优化设计问题,提出了基于交叉熵的低峰均比序列设计算法。该算法有三个特点：第一,它可以使二元序列获得极低的峰均比(PAPR),在通信系统中实现简单。第二,设计的算法对序列的长度没有限制,可用于不同带宽不同子载波数目的通信系统中。第三,算法可以有效地适应各种实际系统出现的频谱限制,具有良好的适应性。另外该设计算法还可推广应用至其他系统的低峰均比序列设计。仿真结果验证了算法的有效性和适应性。3.研究了低复杂度分离型数模混合架构下毫米波MIMO阵列模拟波束对准问题,提出了基于蒙特卡洛信心上界树的毫米波MIMO阵列模拟波束矢量对准算法。该算法针对单用户的毫米波MIMO阵列场景,采用分离型数模混合架构。相比已有算法,该算法在保持性能几乎不损失的前提下,大幅降低了波束矢量训练次数。仿真结果验证了算法在各种天线配置下的有效性。4.研究了分离型数模混合毫米波MU-MIMO预编码问题,提出了两种有限反馈预编码算法。一种是低复杂度的基于码本的多用户预编码算法；一种是复杂度稍高但性能有提升的基于蒙特卡洛信心上界树迫零迭代的多用户预编码算法。两种算法可相互补充,灵活运用。数值仿真证明了算法切实可行。
[Abstract]:With the rapid development of mobile Internet , the proliferation of data services makes mobile communication technology be updated and changed . The key technology of millimeter wave communication is discussed in detail .

【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN919.3

【参考文献】