【摘要】：未來5G系統(tǒng)能夠支持1000倍的業(yè)務(wù)量增長,理論上峰值傳輸速率可達10 Gb/s。現(xiàn)有的授權(quán)頻段已經(jīng)無法滿足要求,于是研究者們把目光轉(zhuǎn)向毫米波頻段。5G毫米波通信系統(tǒng)利用毫米波頻段上的超大帶寬,并結(jié)合大規(guī)模多輸入多輸出(MIMO)提供的定向波束成形增益,可以有效降低毫米波信號在自由空間的路徑損耗。傳統(tǒng)大規(guī)模MIMO系統(tǒng)采用的純數(shù)字預(yù)編碼方案需要每個射頻(RF)鏈路與每根天線相連。但是,毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的天線數(shù)目眾多,部署大量RF硬件會增加系統(tǒng)復(fù)雜度和功率消耗。模擬和數(shù)字混合預(yù)編碼是一個很好的選擇。本文通過研究5G系統(tǒng)毫米波頻段上的無線傳輸技術(shù),主要工作總結(jié)如下:首先,本文介紹了5G系統(tǒng)的毫米波通信和大規(guī)模MIMO技術(shù)。然后,詳細介紹了毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)和預(yù)編碼技術(shù),并且還分類闡述了三種混合波束成形結(jié)構(gòu)。其次,提出一種新型單用戶毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法。利用分層思想,第一層設(shè)計模擬預(yù)編碼矩陣,提出一種模擬預(yù)編碼算法,第二層設(shè)計數(shù)字預(yù)編碼矩陣。最終將起始的最優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為在每根天線的功率分配約束下單個RF鏈路連接天線子陣列最優(yōu)化問題,再根據(jù)迭代方法獲得最佳混合預(yù)編碼器。仿真結(jié)果表明,設(shè)計的最佳混合預(yù)編碼器接近純數(shù)字預(yù)編碼器的性能。最后,提出一種多用戶毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼算法。首先,利用等增益?zhèn)鬏?EGT)算法并結(jié)合離散傅立葉變換(DFT)基設(shè)計模擬預(yù)編碼矩陣和組合矩陣,然后運用擴展矩陣塊對角化(BD)算法來消除用戶間干擾;最后,在模擬預(yù)編碼矩陣和組合矩陣確定后,根據(jù)奇異值分解(SVD)可以進一步求出數(shù)字預(yù)編碼矩陣和組合矩陣。仿真結(jié)果表明,本文提出的算法實現(xiàn)的性能優(yōu)于EGT混合預(yù)編碼算法和傳統(tǒng)BD算法實現(xiàn)的性能。
【學(xué)位授予單位】：南京郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN929.5

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本文編號：2594278