發(fā)布時間：2020-12-14 19:47

　　大規(guī)模MIMO是第五代移動通信的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過在發(fā)射端和接收端部署大量天線,極大提升了系統(tǒng)的性能和容量。由于系統(tǒng)中天線數(shù)目很多,傳統(tǒng)數(shù)字波束成形技術(shù)由于硬件成本等原因并不適用于大規(guī)模MIMO系統(tǒng),而低成本模擬波束成形又不能滿足性能要求,因此將模擬波束成形和數(shù)字波束成形級聯(lián)起來,構(gòu)成的一種數(shù)字-模擬混合波束成形技術(shù)成為當(dāng)前研究的熱點問題之一。混合波束成形技術(shù)中,根據(jù)每條射頻鏈路是與所有天線連接,還是僅與部分天線連接,分為全連接結(jié)構(gòu)和部分連接結(jié)構(gòu)。針對全連接結(jié)構(gòu)的大規(guī)模MIMO系統(tǒng),單用戶點對點通信的下行鏈路場景,本文首先介紹了廣泛應(yīng)用的基于正交匹配追蹤算法的波束成形方法和一種基于SVD分解的能夠取得最接近理想數(shù)字波束成形矩陣的波束成形方法。在此基礎(chǔ)上,基于最小化殘差矩陣和交替迭代思想,提出了一種快速收斂的混合波束成形算法。該算法將發(fā)射端和接收端分開考慮,在設(shè)計模擬域波束成形矩陣列向量時,將殘差矩陣的奇異向量模值歸一化,作為模擬域波束賦形向量的候選集合,然后根據(jù)奇異值對模擬域波束成形向量進行更新。仿真結(jié)果表明,在毫米波信道下,提出的算法與正交匹配追蹤算法相比,具有更好的頻譜效率;與基于... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：90 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同頻段的降雨衰減圖

西安電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文雨的影響；而當(dāng)信號頻率達到 200GHz 以后，降雨造成的衰減變化穩(wěn)定下來頻率上，當(dāng)降雨速率為 1.25mm/h 時，衰減為 2dB/km，而當(dāng)降雨速率增m/h 時，衰減達到了 15dB/km 以上，這樣的衰減是非常高的，因此，降雨帶是毫米波通信時必須考慮的問題。由于毫米波頻率很高，接近大氣中氧氣和水蒸氣分子的諧振頻率，毫米波頻波的能量會被這些分子吸收，造成信號的衰減。下圖給出了不同頻率的電磁衰減[32]，總體而言，頻率越高，大氣衰減越嚴(yán)重，進一步的，頻率-大氣吸不是平滑的，而是在一些頻率存在凸起的峰值，如 60GHz，120GHz，180G峰值將毫米波頻段劃分為不同大小的窗口，其中 28GHz 和 38GHz 頻段附近小，分別為 0.06dB/km 和 0.08dB/km，在一個半徑為 200m 的小區(qū)中，大氣的衰減至多只有 0.012dB 和 0.016dB，基本可以忽略。

圖 4.5 算法收斂速度是三種混合波束成形矩陣與理想數(shù)字波束成形的相對誤差隨迭結(jié)束后的相對誤差來看，OMP 算法的相對誤差要大于基于 SV于 SVD 分解整體設(shè)計算法和基于 SVD 分解逐列設(shè)計算法的性速度來看，OMP 算法和基于 SVD 分解的逐列更新算法，由于其RFN 次迭代，而本章提出的基于殘差矩陣整體優(yōu)化的算法，所需，隨著sN 數(shù)目的增加，達到了逐列優(yōu)化相同誤差所需的收斂次

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于SVD與EGT的毫米波MIMO系統(tǒng)混合預(yù)編碼方法[J]. 劉莎莎,張珣.  軟件導(dǎo)刊. 2018(05)

博士論文
[1]基于TDD的較大規(guī)模天線系統(tǒng)發(fā)端關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 耿健.北京郵電大學(xué) 2014



本文編號：2916924