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基于非均匀量化码本的混合预编码以降低毫米波MIMO系统中的反馈开销
摘要： 本文针对全连接结构和子连接结构这两种主要混合预编码实现方式，提出两种基于非均匀量化（NUQ）码本的混合预编码方案，以降低毫米波单用户多输入多输出（SU-MIMO）系统中的反馈开销。具体而言，我们首先利用毫米波在角度域的稀疏特性，将散射路径的到达角/出发角（AOAs/AODs）划分为若干空间波瓣，从而将总角度域划分为有效空间波瓣覆盖角和无效覆盖角。随后，我们对不同覆盖角非均匀分配量化比特并构建NUQ码本——对有效覆盖角采用较多量化比特进行AoAs/AoDs量化，而对无效覆盖角不分配量化比特。最终提出两种利用NUQ码本的低复杂度混合模拟/数字预编码方案。仿真结果表明，所提两种基于NUQ码本的混合预编码方案能实现接近最优的频谱效率，且在降低反馈开销方面较基于均匀量化码本的研究具有显著优势。
关键词： 反馈开销、非均匀量化、空间波瓣、毫米波通信、混合预编码
更新于2025-09-23 15:23:52
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毫米波MIMO系统中混合预编码的P-OMP-IR算法
摘要： 本文提出了一种用于毫米波（mm-Wave）多输入多输出（MIMO）系统混合预编码问题的P-OMP-IR算法。该方案通过正交匹配追踪（OMP）方法更新数字预编码矩阵，并利用残差矩阵的主奇异值及对应奇异向量逐列优化模拟预编码矩阵。在模拟预编码矩阵优化阶段，设计了一种扩展幂法来计算主奇异值及其左右奇异向量，可显著降低计算复杂度。仿真结果表明，该算法不仅能有效减小混合预编码器的残差，还能持续提升频谱效率。
关键词： 毫米波、MIMO系统、正交匹配追踪、P-OMP-IR算法、频谱效率、混合预编码
更新于2025-09-23 15:21:01
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毫米波大规模MIMO OFDM中部分连接结构的混合预编码：并行框架与可行性分析
摘要： 混合预编码作为数字与模拟预编码的结合，在大规模MIMO系统中采用大量天线单元时是传统预编码方法的替代方案，近期已展现出良好效果。本研究通过实现并行框架使混合预编码在快衰落环境中具备竞争力。针对采用正交频分复用（OFDM）的多载波单用户系统，我们提出一种低复杂度算法——该算法利用部分连接结构中模拟预编码器仅含块对角相位特性的特点，从而获得混合预编码解决方案。原始问题被分解为求解幅度和相位分量的两个子问题并独立求解。相较于所有天线的总功率约束，我们引入了更符合实际系统的每条射频链路功率约束。为提升频谱效率增益，还提出了该算法的交替版本。复杂度与时延分析表明：在OFDM场景的部分连接结构中，所提算法相比现有混合预编码方案具有显著优势。仿真结果揭示了部分连接结构的特性及其在实际宽带系统中实现所需权衡的关键因素。
关键词： 部分连接结构、毫米波、大规模MIMO、每射频链功率约束、混合预编码、正交频分复用
更新于2025-09-10 09:29:36
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[IEEE 2018年第十届无线通信与信号处理国际会议(WCSP) - 中国杭州(2018.10.18-2018.10.20)] 2018年第十届无线通信与信号处理国际会议(WCSP) - 采用有限比特ADC的室内太赫兹通信系统可达速率
摘要： 本文研究了用户端配备有限比特模数转换器（ADC）的下行太赫兹（THz）通信系统的可达速率。针对子阵列天线结构，基带采用最大比传输（MRT）与迫零（ZF）混合预编码方案。当子阵列天线数量趋近无穷时，推导出了可达速率下界的闭式表达式。研究表明：在大规模天线子阵列场景中，粗量化失真不可忽略；而相位不确定性导致的速率损失则可忽略不计。研究全面表征了量化接收机对室内THz通信系统性能的影响。
关键词： 有限比特ADC、混合预编码、太赫兹通信、相位不确定性、可达速率
更新于2025-09-04 15:30:14
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全双工毫米波通信的混合波束成形设计
摘要： 利用毫米波（mmWave）频段丰富的频谱资源是满足不断增长的数据速率需求的有效方案。研究表明，全双工（FD）通信能将带宽效率提升一倍。然而实际中硬件非线性导致的显著残余自干扰（SI）——尤其在毫米波频段更为突出——削弱了全双工的潜力。传统方法通过基带数字处理配合发射预编码器来消除残余SI。本研究提出一种FD毫米波通信的混合波束成形设计：通过射频波束权重与基带预编码器/合路器的联合设计实现自干扰抑制。该方案在保持发射信号维度不变的同时有效抑制SI，联合设计可实现最高30dB的自干扰抑制效果，其性能接近无干扰全双工系统且计算高效。仿真表明该设计显著优于特征波束成形方案。
关键词： 波束成形、毫米波、混合预编码、多输入多输出、全双工
更新于2025-09-04 15:30:14