低频辅助的大MIMO毫米波通信系统预编码设计

发布时间：2024-07-11 03:16

　　为了满足不断增长的无线通信数据传输需求,毫米波以其充沛的频谱资源和更大的通信带宽成为了目前通信技术研究的主要课题。为了补偿毫米波频段的高路径损耗,研究者出通过在基站端和用户端配置大规模天线阵列,以供高波束增益和空间复用增益。为了升通信系统的能量效率,基站端根据信道估计信息设计预编码方案,从而将信号更有指向性的发送给用户,减少能量损失。但是由于大规模天线阵列的部署,毫米波信道估计的复杂度大幅升,基于低频段与毫米波频段的空间相似性,研究者出利用低频信息恢复毫米波的空间信息,从而加快信道估计的过程。相比于全数字预编码的高成本,混合预编码能够在对幅度和相位进行控制的同时,减少硬件开销,以合理的成本实现较高性能。本文针对下行多用户大MIMO毫米波混合预编码系统,出了低频辅助的预编码设计方案。在大多数研究混合预编码架构的工作中,研究者们选择在模拟域中搁置多用户干扰问题,而在数字域中解决。本文出了低频辅助的毫米波大MIMO模拟预编码和增强鲁棒性的模拟预编码设计方案,可以在模拟域中有效抑制多用户干扰并且优化波束赋形增益。利用加权和算法解决波束赋形增益和多用户干扰的多目标优化问题,并且使用半正定规划算法...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
缩略词表
第一章 绪论
    1.1 研究工作的背景与意义
    1.2 课题国内外研究历史与现状
    1.3 本文的主要贡献与创新
    1.4 论文的章节安排
第二章 毫米波MIMO系统及相关技术简介
    2.1 毫米波大MIMO信道模型
        2.1.1 窄带mmWave信道模型
        2.1.2 宽带mmWave信道模型
    2.2 预编码结构
        2.2.1 数字预编码
        2.2.2 模拟预编码
        2.2.3 混合预编码
    2.3 低频辅助方案
        2.3.1 低频信息辅助的背景
        2.3.2 毫米波与低频段频率相关性信道
        2.3.3 低频辅助的角度信息获取方案
    2.4 MU-Massive MIMO—OFDM混合预编码系统
    2.5 本章小结
第三章 低频辅助的毫米波大MIMO模拟预编码设计
    3.1 问题构建
    3.2 低频辅助的多用户模拟预编码设计
        3.2.1 低频辅助的毫米波信道角度信息恢复
        3.2.2 模拟预编码设计
    3.3 增强鲁棒性的模拟预编码设计
        3.3.1 误差模型
        3.3.2 增强鲁棒性的模拟预编码的设计
    3.4 仿真结果与分析
    3.5 本章小结
第四章 基于波束选择的低频辅助混合预编码设计
    4.1 问题构建
    4.2 基于波束选择的混合预编码设计
        4.2.1 穷举波束选择方法
        4.2.2 低频辅助的波束选择方法
    4.3 性能分析
    4.4 本章小结
第五章 全文总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读专业硕士学位期间取得的成果



本文编号：4005169