当前位置:主页 > 科技论文 > 信息工程论文 >

大规模天线系统混合预编码算法研究

发布时间:2018-10-14 08:39
【摘要】:为满足不断增长的无线通信数据传输需求,利用尚未开发的毫米波频段的频谱成为解决传输速率与有限频谱资源瓶颈的有效方式。目前,配置大规模天线阵列的毫米波MIMO系统引起了学术界和工业界的广泛关注,它能同时提供更宽的传输带宽和更高的频谱效率。结合毫米波传播特性和大规模天线阵列的特性,混合预编码技术成为毫米波MIMO系统中重要的信号处理方法,它能有效抵抗多径衰落,减少传输数据流之间干扰,从而提高频谱效率。传统的MIMO系统为每一根天线配置一条射频链,预编码处理仅在数字基带进行。随着天线数目的增加,这将产生巨大的硬件开销和能耗,因而传统预编码方案已不再适用于毫米波MIMO系统。为降低毫米波MIMO系统射频复杂度,混合预编码方案将信号处理分为两个阶段,分别是模拟预编码和数字基带预编码处理。通过模拟预编器的处理,能有效降低射频链数目,从而降低了射频开销和能耗,再利用低维度数字预编码器,能实现逼近传统全数字预编码方案的良好传输性能。本文首先回顾了毫米波通信系统中MIMO结构,分析了传统MIMO结构特点,重点关注毫米波系统中模拟数字混合MIMO结构和透镜天线阵列结构。在此基础上,针对不同结构进行预编码算法研究。其中,对于模拟数字混合结构,研究了单用户与多用户情形下几种混合预编码算法。另外,针对混合结构中具有较低复杂度的部分连接结构,首先介绍了现有的典型算法,分析其性能与算法复杂度,在此基础上提出了改进的混合预编码算法,仿真表明改进后的算法能以较低复杂度实现良好的性能。最后,对于透镜天线阵列结构,详细分析了系统结构,建模过程和预编码算法设计,提出了改进型算法,并与模数混合MIMO结构的算法进行性能仿真对比,进一步体现了该结构能有效降低毫米波MIMO系统射频复杂度的特点。
[Abstract]:In order to meet the increasing demand of wireless communication data transmission, the spectrum of millimeter wave band which has not been developed has become an effective way to solve the bottleneck of transmission rate and limited spectrum resources. At present, millimeter-wave MIMO systems with large antenna arrays have attracted much attention in both academia and industry. It can provide both wider transmission bandwidth and higher spectral efficiency. Combined with the characteristics of millimeter wave propagation and large antenna array, hybrid precoding technology has become an important signal processing method in millimeter wave MIMO systems. It can effectively resist multipath fading and reduce interference between transmission data streams. Thus, the spectral efficiency is improved. The conventional MIMO system has a RF chain for each antenna, and precoding is performed only in the digital baseband. With the increase in the number of antennas, this will result in huge hardware overhead and energy consumption, so the traditional precoding scheme is no longer suitable for millimeter-wave MIMO systems. In order to reduce the RF complexity of millimeter-wave MIMO systems, the hybrid precoding scheme divides the signal processing into two stages: analog precoding and digital baseband precoding. The processing of analog preprocessor can effectively reduce the number of RF chains, thus reducing the RF overhead and energy consumption. Using the low-dimensional digital precoder, it can achieve good transmission performance of approaching the traditional full-digital precoding scheme. This paper first reviews the MIMO structure in millimeter wave communication system, analyzes the characteristics of traditional MIMO structure, and focuses on the analog digital hybrid MIMO structure and lens antenna array structure in millimeter wave communication system. On this basis, the precoding algorithm for different structures is studied. Among them, several hybrid precoding algorithms are studied in the case of single user and multi-user for analog-digital hybrid structure. In addition, for the partial connection structure with low complexity in the hybrid structure, this paper first introduces the existing typical algorithms, analyzes the performance and complexity of the algorithm, and then proposes an improved hybrid precoding algorithm. Simulation results show that the improved algorithm can achieve good performance with low complexity. Finally, for the lens antenna array structure, the system structure, modeling process and precoding algorithm design are analyzed in detail. The improved algorithm is proposed and compared with the analog-to-digital hybrid MIMO structure. Furthermore, this structure can effectively reduce the RF complexity of millimeter wave MIMO system.
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TN919.3

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李汀;杨绿溪;;一种前向放大中继通信系统中的有限反馈中继预编码方案[J];电子学报;2010年07期

2 陈志;刘珊珊;曹型兵;;多输入多输出系统中的预编码技术研究[J];数字技术与应用;2012年02期

3 徐伟;;浅谈电子通讯的预编码技术[J];电脑知识与技术;2012年27期

4 李超;郭丽娜;;电子通讯的预编码技术分析[J];电子制作;2013年19期

5 解芳;袁超伟;程铁铮;;利用干扰提高容量的低复杂度预编码方法[J];北京邮电大学学报;2009年05期

6 陶立;;一种电子通讯技术的预编码解析[J];电脑知识与技术;2012年30期

7 张文;龚钢;;抑制小区间干扰的迟延可容忍预编码方案[J];科技通报;2013年07期

8 冉金志;林初善;邵云飞;廖晓闽;;几何平均分解的矢量预编码方案设计[J];中国科技信息;2013年22期

9 卢鑫;;Closed-Loop MIMO系统线性预编码技术[J];中国新通信;2008年11期

10 郑凤;陈润芊;卢国仙;武穆清;;一种新的非线性预编码算法[J];北京理工大学学报;2012年01期

相关会议论文 前8条

1 刘伟;张春阳;邵珠雷;;相关衰落信道中星座预编码和球译码[A];第十届中国科协年会论文集(一)[C];2008年

2 邵玉斌;龙华;向凤红;;MIMO通信系统空域维纳预编码器及性能分析[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

3 刘继雄;李有明;周新星;;DSL基于误差符号的自适应预编码算法[A];浙江省信号处理学会2011学术年会论文集[C];2011年

4 钟俊;彭启琮;;有限比特反馈下OFDM系统的预编码技术[A];中国通信学会第五届学术年会论文集[C];2008年

5 马守贵;陈明;;MIMO系统中基于离散速率集的线性预编码研究[A];2008通信理论与技术新发展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(下)[C];2008年

6 黄永明;杨绿溪;;采用分组线性星座预编码OFDM的分层空时传送方式及其迭代接收[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年

7 王道彬;米文智;;一种基于TXMMSE预编码的新型OFDM系统研究[A];四川省通信学会2011年学术年会论文集[C];2011年

8 张亚东;丛键;王卓镭;;一种基于预编码降低OFDM信号峰均功率比的技术[A];2007’促进西部发展声学学术交流会论文集[C];2007年

相关博士学位论文 前10条

1 曹新莉;卫星多天线数据传输下水库水情测报编解码技术与方法研究[D];武汉大学;2012年

2 吕磊;MIMO系统中基于有限反馈的预编码及天线合并技术研究[D];电子科技大学;2014年

3 刘萌萌;未来MIMO技术的性能分析和预编码研究[D];北京邮电大学;2015年

4 胡志蕊;多小区协作系统下预编码及收发联合处理技术研究[D];北京邮电大学;2015年

5 张萌;协同无线通信系统中的关键技术研究[D];上海交通大学;2014年

6 董全;下一代无线网络的预编码研究[D];西安电子科技大学;2015年

7 王伟;多用户MIMO系统预编码技术研究[D];西安电子科技大学;2014年

8 王超;多天线系统中的反馈与预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

9 王楠;中继协作通信中的编码技术研究[D];东南大学;2015年

10 张蕾;非线性预编码技术研究[D];浙江大学;2016年

相关硕士学位论文 前10条

1 钟亚;大规模天线系统混合预编码算法研究[D];电子科技大学;2017年

2 袁莉莉;无线通信系统中的干扰对齐技术研究[D];上海师范大学;2015年

3 粟唐;高速移动场景下LTE下行预编码技术研究[D];西南交通大学;2015年

4 田梦;PLC中基于MIMO的预编码技术研究与中继系统性能分析[D];南京理工大学;2015年

5 高书莹;下行多用户MIMO预编码方法的研究与应用[D];哈尔滨工业大学;2015年

6 刘荆;大MIMO信道状态信息获取及预编码方法研究[D];电子科技大学;2015年

7 刘圣恩;MIMO双向中继系统的预编码设计与性能优化研究[D];南昌大学;2015年

8 罗辑;3D MIMO及其预编码设计与研究[D];电子科技大学;2015年

9 向攀;LTE-Advanced上行MIMO预编码技术研究与实现[D];电子科技大学;2014年

10 窦津津;MIMO-UWB预编码技术研究[D];哈尔滨工业大学;2014年



本文编号:2269942

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/2269942.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户a3e31***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com