毫米波通信的混合波束成形技术探索与应用

"毫米波通信中的混合波束成形技术研究" 毫米波通信是现代无线通信技术的一个重要分支，尤其在5G和未来的6G网络中扮演着关键角色。随着6GHz以下频段的逐渐饱和，毫米波频谱（通常指30GHz至300GHz之间的频段）因其宽广的可用带宽而备受瞩目。这种高频率的通信方式能够提供极大的数据传输速率，但同时也带来了巨大的路径损耗问题。 大规模多输入多输出（MIMO）技术与波束成形是解决毫米波通信中路径损耗的有效手段。MIMO系统通过多个天线同时发送和接收信号，利用空间分集和多流传输来提高信道容量和系统性能。在毫米波频段，由于天线尺寸可以做得更小，因此可以集成更多的天线元素，形成大规模MIMO阵列，进一步增强通信性能。 然而，传统的全数字波束成形方案在毫米波通信中面临挑战，如实现复杂度高、硬件成本昂贵以及功耗过大。这促使研究人员转向混合波束成形技术。混合波束成形结合了模拟和数字处理的优势，它在基带进行部分信号处理，然后在射频前端应用模拟波束成形网络。这种技术能够在保持较高系统性能的同时，降低硬件复杂度、成本和功耗，使之更适合于毫米波通信系统。 在毫米波MIMO系统中，混合波束成形通常涉及到射频链的优化设计，包括相移器的选择、数字预编码器和模拟波束赋形器的配合，以及如何在有限的射频资源下实现最佳的波束指向和宽度控制。这些都需要深入理解毫米波信道特性，例如多径衰落、散射以及窄波束的必要性。 这篇硕士学位论文“毫米波通信中的混合波束成形技术研究”由王敏撰写，王杰令副教授和刘全占高工分别担任学校和企业导师，专注于探讨和分析在毫米波通信环境下，如何有效实施和优化混合波束成形策略。论文可能涵盖了毫米波信道建模、波束搜索算法、硬件实现方案以及性能评估等方面的内容，旨在为毫米波通信系统的设计提供理论支持和技术指导。 通过这项研究，读者可以深入了解毫米波通信系统的核心技术，以及混合波束成形如何克服毫米波通信的挑战，推动未来无线通信的发展。