毫米波 Massive MIMO-NOMA 混合预编码仿真代码包

资源摘要信息: "本压缩包包含了用于复现以下文献[1]成果的仿真代码： [1] Linglong Dai, Bichai Wang, Mugen Peng, and Shanzhi Chen, “Hybrid Precoding-Based Millimeter-Wave Massive MIMO-NOMA with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer,” IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2018." 在通信工程领域，毫米波大规模多输入多输出（Millimeter-Wave Massive MIMO）技术与非正交多址接入（Non-Orthogonal Multiple Access, NOMA）技术的结合，以及同时无线信息与能量传输（Simultaneous Wireless Information and Power Transfer, SWIPT），已成为学术界和工业界的研究热点。本资源包提供了实现相关技术仿真研究的代码，涉及的知识点相当丰富。 首先，让我们来看一下“Millimeter-Wave”（毫米波）技术。毫米波是指波长在1毫米到10毫米之间的电磁波，对应的频率在30GHz到300GHz之间。毫米波技术因具有较高的频段，提供了大带宽，适用于高速无线通信，例如5G网络。但由于毫米波的波长短，其传播特性与微波有很大不同，易受大气衰减和物体遮挡，因此需要使用高增益的天线阵列来实现远距离的通信。 接下来是“Massive MIMO”（大规模多输入多输出）技术。MIMO技术是在发射端和接收端使用多根天线，从而改善无线通信的传输速率、频谱效率和连接质量。在大规模MIMO系统中，基站装备了大量的天线阵元，可同时服务多个用户，提供更高的数据吞吐量和更稳定的通信连接。 “NOMA”（非正交多址接入）技术是为了解决传统正交频分多址（OFDMA）技术在用户密度增加时频谱效率下降的问题而提出的。NOMA允许在同一时间、频率资源上复用不同功率级别的多个用户信号，通过功率域的多路复用增加了系统容量，提高了频谱利用率。 “Hybrid Precoding”（混合预编码）结合了全数字预编码和模拟预编码的优势，是针对大规模MIMO系统的高复杂度和高能耗问题而提出的一种折衷方案。它在模拟域使用固定模拟波束形成器来减少射频链的数量，在数字域使用全数字预编码来获得更优的系统性能。 “Simultaneous Wireless Information and Power Transfer”（SWIPT）技术则是一种创新的无线通信技术，旨在实现无线电信号的接收和能量的收集在同一时间、同一频率上进行。这项技术的提出，为物联网（IoT）等设备提供了可能，使得这些设备既可以通过无线信号获得信息，又可以通过同一信号获得能量，减少对电源的依赖。 本资源包的仿真代码将帮助研究人员和工程师复现实现上述技术结合的仿真结果，从而深入理解混合预编码在毫米波大规模MIMO-NOMA系统中应用的性能，以及在同时进行无线信息传输和能量收集时的系统表现。通过这些仿真，可以评估系统的吞吐量、能量效率、信噪比（SNR）、天线配置、用户分配等因素的影响，从而为优化和设计此类复杂系统提供理论依据和技术支持。 资源包中的仿真代码不仅是对上述文献中研究成果的复现，同时也可能为研究人员提供了一个基础平台，以进一步探索和创新。通过修改和扩展仿真参数，研究者可以评估不同的算法和策略，如改进的预编码策略、NOMA中的用户配对和功率分配算法，以及SWIPT技术在不同场景下的应用，比如在分布式天线系统和卫星通信中的应用。