作為第五代移動通信（5th Generation Mobile Communication,5G）的關(guān)鍵技術(shù),毫米波和大規(guī)模多輸入多輸出系統(tǒng)（Multiple-Input and Multiple-Output,MIMO）相輔相成,相得益彰。大規(guī)模MIMO的高陣列增益可以補償毫米波段的強路損;而毫米波段的毫米級波長可以使大規(guī)模MIMO陣列在有限的布陣空間中容納成百上千的天線陣子�？紤]到射頻（Radio Frequency,RF）組件的高功耗、成本以及毫米波陣面的有限空間,毫米波大規(guī)模MIMO陣列的全數(shù)字實現(xiàn),即每個天線均配備RF組件,對于多數(shù)商業(yè)應(yīng)用來說不實際。為了解決毫米波大規(guī)模MIMO的實現(xiàn)挑戰(zhàn),大規(guī)模數(shù)模混合陣列應(yīng)運而生,已成為毫米波大規(guī)模MIMO的主要實現(xiàn)方式。其中,大規(guī)模部分連接型移相器混合陣列（其子陣模擬波束形成通過移相器實現(xiàn)）和Butler矩陣混合陣列（以Butler矩陣為子陣）由于硬件復雜度低、重構(gòu)能力強以及抗故障能力強等優(yōu)勢脫穎而出,得到廣泛關(guān)注和研究。精確波達角（Angle-of-Arrival,AoA）估計是大規(guī)�；旌详嚵械膽�(yīng)用優(yōu)勢在實際中得以發(fā)揮的重要前提。然而... 

【文章來源】：西安電子科技大學陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：153 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
        1.1.1 毫米波通信及其信道特征
        1.1.2 大規(guī)模MIMO
    1.2 毫米波大規(guī)模MIMO面臨的實際挑戰(zhàn)
        1.2.1 大規(guī)模數(shù)�；旌详嚵�
        1.2.2 大規(guī)模混合陣列的波達角估計
    1.3 研究現(xiàn)狀
        1.3.1 大規(guī)模移相器混合陣列中的低復雜度AoA估計
        1.3.2 大規(guī)模多波束天線混合陣列中的AoA估計
    1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第二章 大規(guī)模移相器混合陣列中AoA的無模糊估計
    2.1 引言
    2.2 系統(tǒng)模型和問題描述
        2.2.1 系統(tǒng)和信號模型
        2.2.2 問題描述——基于子陣互相關(guān)的AoA估計
    2.3 子陣間傳播相位差的無模糊估計
        2.3.1 模擬波束形成方案
        2.3.2 子陣間傳播相位差的無模糊估計算法
    2.4 AoA的無模糊估計
        2.4.1 AoA的無模糊估計算法
        2.4.2 關(guān)于特殊角度的討論
    2.5 算法性能分析
        2.5.1 高信噪比下經(jīng)典相位估計問題的漸進克拉美羅界
        2.5.2 算法 2.1 中子陣傳播相位差估計的MSELB
        2.5.3 算法 2.2 中AoA估計的MSELB
        2.5.4 算法運算量分析與對比
    2.6 仿真結(jié)果與分析
    2.7 本章小結(jié)
第三章 大規(guī)模移相器混合陣列的寬帶AoA估計
    3.1 引言
    3.2 寬帶信號模型與AoA估計問題
        3.2.1 寬帶信號模型
        3.2.2 問題提出 —— 估計信噪比與誤差放大倍數(shù)之間的矛盾
    3.3 寬帶子陣傳播相位差的估計
        3.3.1 寬帶場景下子陣互相關(guān)的符號變化規(guī)律及模式
        3.3.2 子載波間的最優(yōu)積累 —— 最優(yōu)子載波間隔
    3.4 寬帶AoA的無模糊估計
    3.5 算法性能分析
        3.5.1 算法 3.2 的AoA估計精度
        3.5.2 對現(xiàn)有方法的擴展
        3.5.3 算法運算量分析與對比
    3.6 仿真結(jié)果與分析
    3.7 本章小結(jié)
第四章 大規(guī)模Butler矩陣混合陣列中AoA的快速估計
    4.1 引言
    4.2 系統(tǒng)模型和問題描述
        4.2.1 新型Butler矩陣收發(fā)器
        4.2.2 Butler矩陣混合陣列信號模型
        4.2.3 問題提出 —— Butler矩陣混合陣列中AoA的估計
    4.3 Butler矩陣間傳播相位差的快速且精確估計
        4.3.1 基于Butler矩陣的寬波束綜合方法
        4.3.2 基于空間搜索的傳播相位差估計方法
        4.3.3 算法 4.1 步驟9中迭代次數(shù)的選取
    4.4 Butler矩陣陣列的快速AoA估計
        4.4.1 AoA與特定Butler波束之間的一一映射
        4.4.2 AoA估計的抗噪聲性能分析
        4.4.3 抗噪聲AoA估計算法
    4.5 算法性能分析
        4.5.1 算法 4.1 的估計性能分析
        4.5.2 算法 4.2 中AoA估計的MSELB
        4.5.3 運算量分析
    4.6 仿真結(jié)果與分析
    4.7 本章小結(jié)
第五章 大規(guī)模Butler矩陣混合陣列中AoA的精確估計
    5.1 引言
    5.2 信號模型及問題描述
    5.3 基于差分波束的AoA估計
        5.3.1 差分波束
        5.3.2 AoA和最強差分波束對之間的一一映射
        5.3.3 最強差分波束對的快速搜索
        5.3.4 運算量和信令開銷的分析
    5.4 仿真結(jié)果與分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 論文研究工作總結(jié)
    6.2 研究工作展望
附錄A 第 二章的相關(guān)證明、推導和分析
    A.1 引理 2.1 的證明
    A.2 引理 2.2 的證明
    A.3 引理 2.3 的證明
    A.4 推論 2.1 的證明
    A.5 （?）誤差對（?）性能的影響
    A.6 公式 （2-45） 的推導
附錄B 第 三章的相關(guān)證明和推導
u{H_m（ρ_i,u）,} （= 2N）的推導">    B.1 E_u{H_m（ρ_i,u）,} （= 2N）的推導
    B.2 引理B.1 及其證明
    B.3 公式 （3-49） 的推導
附錄C 第 四章的相關(guān)證明
    C.1 定理 4.1 的證明
    C.2 命題 4.1 的證明
附錄D 第 五章的相關(guān)證明
    D.1 引理 5.1 證明
    D.2 式 （5-11） 的證明
參考文獻
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
[1]迭代優(yōu)化最小化唯相位波束形成[J]. 吳凱,蘇濤,李強.  電子與信息學報. 2017(03)
[2]具有固定反饋權(quán)的自適應(yīng)寬帶波束形成器設(shè)計[J]. 吳凱,蘇濤,靳標,楊濤.  吉林大學學報(工學版). 2016(01)
[3]最大稀疏穩(wěn)健恒定束寬波束形成器設(shè)計[J]. 吳凱,蘇濤,李強,何學輝.  通信學報. 2015(09)
[4]全通型分數(shù)延時濾波器的設(shè)計[J]. 吳凱,蘇濤.  西安電子科技大學學報. 2015(04)

博士論文
[1]大規(guī)模MIMO關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 王鵬彪.北京郵電大學 2018
[2]基于混合模擬與數(shù)字結(jié)構(gòu)的規(guī)模天線陣列系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 李南希.北京郵電大學 2018
[3]5G毫米波大規(guī)模陣列信道參數(shù)提取與特性分析[D]. 馮瑞.山東大學 2018
[4]Massive MIMO與混合波束成型技術(shù)研究[D]. 武霄泳.北京郵電大學 2018



本文編號：2957453