关于多用户场景下毫米波系统的混合预编码模式的研究

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毫米波(mmWave)频段的高频谱效率和较大的带宽可以支持下一代无线网络所需的千兆比特/秒数据速率。为了补偿(mmWave)频段的高传播损耗,通常采用具有大量天线的多输入多输出(MIMO)来实现波束成形。因此,将可称为海量天线的大量天线与mmWave频段的海量MIMO技术相结合,被认为是未来无线通信网络大幅提高数据速率的一种选择。海量天线阵列系统的潜在优势集中在假定射频(RF)链的数量与传统的无线通信系统中被称为全数字系统的天线数量相等的前提下。然而,随着天线数量的增加,实现大量的射频链会带来过高的材料成本、复杂度和功耗,因此,实现大量的射频链是一个挑战。传统的预编码技术对于海量的MIMO系统来说,其成本过高,而模拟波束成形一次只能处理单个数据信号。因此,最近推出了一种混合模拟/数字预编码体系结构,即通过移相器网络将少量的射频链连接到大量的天线上,作为一种具有成本效益的方法,可以从海量MIMO的优势中获益。然而,这种新架构的硬件成本的降低是以降低前向编码的自由度为代价的,从而恶化了网络的频谱效率。本论文的总体目标是研究在mmWave系统中设计和分析低复杂度却又高效的混合前处理方案。目前,文献中的混合前驱编码设计主要采用两种结构,即全连接结构和子连接结构。考虑到每一种结构都有其实际的优势,本研究主要针对全连接结构,提出了一种下行多用户mmWave系统的混合前驱器设计方案,以低计算复杂度最大限度地提高系统的总和率。仿真结果证明了所提出的方案的频谱效率,并与各种前处理技术进行了比较。在撰写本论文时,我首先以引言开始,介绍了研究目的和目标,并给出了论文的概述。之后,介绍了理解本论文所提出的技术概念所需的背景知识,并给出了简要的文献综述。接着介绍了创建仿真环境所采用的系统模型、问题的提出和一些现有的解决方案。然后,我们介绍了所提出的技术方案的制定,并对其步骤进行了说明。通过MATLAB仿真得到数值结果,讨论并与现有技术进行比较。本论文最后,提出了本研究的结论和今后可能的研究工作。
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