【摘要】：近年來(lái)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷推進(jìn)和加快,5G通信時(shí)代對(duì)無(wú)線頻譜的需求也急速增加,現(xiàn)有的通信頻段和無(wú)線通信技術(shù)已無(wú)法滿足人們的需求。同時(shí),世界各通信監(jiān)管機(jī)構(gòu)允許60GHz通信頻段非授權(quán)使用,IEEE標(biāo)準(zhǔn)制定機(jī)構(gòu)也正積極地為毫米波通信制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和要求。在這種情況下,60GHz毫米波通信系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,從而滿足超高速(Gbps)數(shù)據(jù)通信的需求。然而,60GHz毫米波通信頻段相對(duì)于2.4GHz通信頻段具有高達(dá)28dB的路徑損耗。因此,收發(fā)端采用大規(guī)模天線技術(shù)進(jìn)行波束賦形來(lái)彌補(bǔ)路徑損耗,提高通信質(zhì)量。一般的波束賦形系統(tǒng)通過(guò)模擬射頻鏈路與數(shù)字基帶處理器相連,以便在數(shù)字基帶端進(jìn)行信號(hào)處理。然而,隨著天線數(shù)目的增多,模擬射頻鏈路會(huì)提高系統(tǒng)發(fā)射和傳輸能量、增加硬件成本,因此本文采用單一的模擬射頻鏈路降低系統(tǒng)的復(fù)雜度。波束搜索的目的是通過(guò)波束訓(xùn)練機(jī)制選取最適合收發(fā)端通信的波束對(duì),為降低波束搜索過(guò)程的復(fù)雜度,提出一種基于波束編碼的快速波束搜索算法。首先對(duì)60GHz無(wú)線通信系統(tǒng)進(jìn)行了研究,分析了其特點(diǎn)和現(xiàn)有的研究成果,了解了現(xiàn)有的IEEE802.15.3c和IEEE802.11ad兩大國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。為降低信號(hào)處理維度,本文采用波束域變換方案,并且提出了一種快速波束域變換算法,該算法可提高DOA估計(jì)中信號(hào)分辨率和系統(tǒng)穩(wěn)健性。然后,針對(duì)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中提到的波束訓(xùn)練機(jī)制進(jìn)行了重點(diǎn)研究,得出隨碼本數(shù)增多導(dǎo)致算法復(fù)雜度增加。為解決這一問(wèn)題,在快速波束域變換的基礎(chǔ)上,提出對(duì)波束進(jìn)行編碼,并進(jìn)一步提出了快速波束搜索算法。針對(duì)單個(gè)模擬射頻鏈路的混合波束賦形系統(tǒng),提出利用CAZAC序列特殊的正交性進(jìn)行波束編碼,在接收端進(jìn)行DOA估計(jì),從而降低波束訓(xùn)練機(jī)制的復(fù)雜度。最后通過(guò)Matlab仿真證明,本文提出的波束搜索方案能夠有效減少波束搜索時(shí)間和能量損耗,降低系統(tǒng)復(fù)雜度,提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN92

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2519092