毫米波MIMO系统中低复杂度混合预编码与解码器设计

“mmWave MIMO系统的低复杂度混合预编码器和组合器设计，研究论文” 在毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统中，混合预编码技术被视为一种有前途的技术，它能够在系统性能和硬件复杂性之间提供妥协。这篇研究论文由Ran Zhang、Weixia Zou和Mingyang Cui共同撰写，来自中国邮电大学和东南大学的无线通信国家重点实验室。论文提出了一种基于分层思想简化单用户mmWave系统中混合预编码器和组合器设计的方法。 文章首先介绍了混合预编码的基本概念，这种技术在mmWave通信中尤其重要，因为高频率使得天线阵列可以实现小型化，但同时也增加了硬件实现的难度。传统的全数字预编码在硬件成本和功耗上往往不可行，因此混合预编码通过结合模拟和数字预编码来降低复杂度。 论文的核心贡献在于提出了一种低复杂度算法，该算法通过相位提取方法联合设计模拟预编码器和组合器，旨在最大化频谱效率。这种方法通过优化相位而非幅度，降低了计算复杂度，同时保持了系统性能。相位提取方法能够有效地处理mmWave MIMO系统中有限分辨率的问题，这对于实际应用至关重要。 接下来，论文进一步设计了基于所获取模拟预编码器和组合器的数字预编码器和组合器，以增强系统的频谱效率。这种分两步的设计策略既考虑了硬件限制，又保证了信号处理的效率。 此外，论文还讨论了如何修改提出的算法以适应实际场景，尤其是在只有有限射频链（RF链）的情况下。在现实世界中，RF链的数量通常受到硬件成本和功耗的限制，因此设计能够在这些限制下工作的预编码器和组合器是必要的。论文提供了对这种情况的解决方案，展示了算法的灵活性和实用性。 这篇研究论文为mmWave MIMO系统的混合预编码技术带来了新的设计思路，通过降低复杂度和优化性能，为未来的无线通信系统提供了有价值的参考。这种方法对于实现高效、低功耗的mmWave通信网络具有重要意义，尤其是在5G和未来6G网络的部署中。