毫米波多用户MIMO系统中的混合波束成形技术研究

发布时间：2021-09-15 07:05

　　毫米波的短波长使其可以在比较小的区域布置大规模阵列天线,实现高的波束成形增益,从而弥补毫米波信号严重的路径损耗,所以大规模MIMO和波束成形技术是毫米波通信中的关键技术。在毫米波大规模MIMO系统中,只使用模拟波束成形仅能支持单数据流传输,实现简单但是系统频谱效率低;使用全数字预编码,理论上可以得到最优的性能,但面临实现复杂度高、功耗大的问题。而毫米波大规模MIMO系统中的模拟和数字混合波束成形技术同时具备了模拟波束成形和数字预编码的优势,从而达到了复杂度和性能的良好折中。本文主要对毫米波多用户MIMO系统中的混合波束成形技术进行了研究,主要研究内容和工作成果如下:1.研究了毫米波单用户混合波束成形系统中基于奇异值分解（SVD）的全数字预编码方案,将其作为混合波束成形性能对比的理论界,在此基础上研究了基于正交匹配追踪的混合波束成形方案,利用信道的稀疏特性,通过天线的阵列响应矩阵来构造模拟波束成形器和模拟合成器,实现接近全数字预编码的性能。2.在毫米波多用户MIMO混合波束成形系统中,当发送端采取混合波束成形架构,用户接收端为多天线单数据流传输时,针对唯相位迫零（PZF）混合波束成形算法... 

【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 毫米波中波束成形技术的研究进展
        1.2.1 毫米波通信研究概述
        1.2.2 毫米波混合波束成形技术概述
    1.3 研究内容和章节安排
第二章 毫米波大规模MIMO系统模型及其关键技术
    2.1 毫米波传播特性和信道模型
        2.1.1 毫米波传播特性
        2.1.2 毫米波信道模型
    2.2 毫米波大规模MIMO系统模型
        2.2.1 毫米波大规模MIMO系统架构
        2.2.2 毫米波混合波束成形架构
    2.3 混合波束成形技术
        2.3.1 模拟波束成形
        2.3.2 数字预编码
        2.3.3 混合波束成形
    2.4 本章小结
第三章 毫米波大规模MIMO系统中的混合波束成形
    3.1 单用户混合波束成形系统模型
    3.2 单用户混合波束成形算法
        3.2.1 SVD全数字最优无约束预编码算法
        3.2.2 基于OMP的混合波束成形算法
        3.2.3 性能仿真及分析
    3.3 多用户混合波束成形算法
        3.3.1 系统模型
        3.3.2 PZF混合波束成形算法
        3.3.3 PSO混合波束成形算法
        3.3.4 性能仿真及分析
    3.4 本章小结
第四章 毫米波多用户MIMO系统中的混合波束成形
    4.1 系统模型
    4.2 基于块对角化的混合波束成形算法
        4.2.1 模拟波束成形器和模拟合成器联合设计
        4.2.2 基带块对角化预编码设计
    4.3 基于连续优化SLNR的混合波束成形算法
        4.3.1 连续优化SLNR混合波束成形算法描述
        4.3.2 混合波束成形设计
    4.4 性能仿真及分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 工作总结
    5.2 未来展望
参考文献
致谢
作者简介


【参考文献】：
期刊论文
[1]毫米波分离型子阵列的低复杂度混合波束成型传输设计[J]. 欧飞飞,何世文,薛春林,徐琴珍,杨绿溪.  信号处理. 2016(09)

硕士论文
[1]毫米波MIMO通信系统中混合型波束成形关键技术研究[D]. 吴波.东南大学 2016
[2]基于压缩感知的60Ghz系统信号处理研究[D]. 王振宇.北京邮电大学 2014



本文编号：3395624