毫米波大规模MIMO系统中的混合连接与混合预编码设计

简介：
本研究聚焦于毫米波大规模MIMO通信技术，探讨并优化了混合连接和混合预编码策略，以提升系统的频谱效率及能量效率。 为了提高混合连接的混合预编码技术在频谱效率方面的表现，我们首先应用连续干扰消除（SIC）原理来确定理想条件下的最优混合预编码矩阵。接下来利用梯度下降理论将这个最优矩阵分解成数字预编码部分和模拟预编码部分。考虑到模拟预编码需要满足恒模约束，在最大化频谱效率的目标下，通过交替最小化方法对模拟及数字的预编码进行优化。 该算法特别适用于基于混合连接结构的应用场景，并且与仅使用部分或全部连接的传统混合预编码相比，具有更高的能量效率。同时，它不会增加硬件复杂度和计算负担。仿真结果显示，在射频链路数量超过数据流数的情况下，此方法能够显著提高频谱效率。 由于分块操作无需满足正交性要求，该算法在实际应用中比现有的基于混合连接的预编码技术更具优势。