大规模天线中混合预编码方案的优化

发布时间：2023-01-28 11:34

　　近年来,人们对通信速率的要求逐年递增,现有的微波频段无法满足带宽需求,因此将启用毫米波频段。虽然此频段拥有大带宽,但其无线传输损耗也很严重,为了补偿这种路径损耗,需要采用预编码技术。全数字预编码技术计算复杂度过高,全模拟预编码技术预编码精度不高,所以就产生了混合预编码技术,它很好的实现了性能与复杂度之间的折衷。本文结合毫米波信道特性,研究大规模天线下混合预编码优化问题。首先,混合预编码的设计需要接收端反馈信道信息,在大规模天线设置下,信道反馈量大。此时考虑到毫米波信道的稀疏性,本文设计了多维缩放算法来压缩信道反馈信息。在很多时候,人们观测到的数据样本虽是高维的,但与设计任务密切相关的也许只是某个低维分布,即高维空间中的一个低维嵌入。多维缩放就是通过某种数学变换将原始高维属性空间转变为一个低维“子空间”,在这个空间中样本密度大幅提高,实现信道压缩。仿真结果显示,本文所提出了有限反馈方案频谱性能良好,并且当数据流数量较高时,频谱效率优于基于有效信道的有限反馈方案,并接近全反馈方案。接着,为了降低求解模数混合预编码这个优化问题的复杂度,在施密特正交化混合预编码算法的基础上,本文提出了一种低复... 

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题来源及研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状及分析
    1.3 本文研究内容及组织结构
第2章 毫米波混合预编码算法以及基本概念
    2.1 引言
    2.2 毫米波混合预编码
        2.2.1 混合预编码系统模型
        2.2.2 毫米波传输特性
        2.2.3 毫米波信道模型
    2.3 总体设计目标
        2.3.1 MIMO信道容量
        2.3.2 混合预编码设计目标
    2.4 本章小结
第3章 基于多维缩放的有限反馈混合预编码
    3.1 引言
    3.2 有限反馈混合预编码
    3.3 基于有效信道的有限反馈混合预编码
    3.4 基于多维缩放的有限反馈混合预编码
        3.4.1 多维缩放数学原理介绍
        3.4.2 多维缩放混合预编码仿真与分析
    3.5 本章小结
第4章 低复杂度的施密特正交化混合预编码
    4.1 引言
    4.2 正交匹配追踪方案
    4.3 低复杂度的施密特正交化方案
        4.3.1 施密特正交化方案
        4.3.2 低复杂度的施密特正交化方案
    4.4 低复杂度的施密特正交化方案仿真
        4.4.1 仿真环境设置
        4.4.2 仿真结果对比分析
        4.4.3 计算复杂度对比
    4.5 本章小结
第5章 基于非凸限制优化的混合预编码
    5.1 引言
    5.2 混合预编码方案的模1限制
        5.2.1 下行链路单用户波束赋形
        5.2.2 下行链路多用户波束赋形
        5.2.3 半定规划问题思路总结
    5.3 基于非凸限制松弛的混合预编码方案
        5.3.1 数学原理介绍
        5.3.2 仿真验证
    5.4 基于流形优化的混合预编码方案
        5.4.1 数学原理介绍
        5.4.2 改进的流形优化混合预编码算法
        5.4.3 仿真验证
    5.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其他成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]5G移动通信发展趋势与若干关键技术[J]. 尤肖虎,潘志文,高西奇,曹淑敏,邬贺铨.  中国科学:信息科学. 2014(05)

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



本文编号：3732542