毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)的介紹和方案說明

　　大規(guī)模多輸入多輸出（MIMO）技術(shù)能夠大幅度提升系統(tǒng)容量，降低不同用戶間的干擾，但因其系統(tǒng)中信道維度高、信道估計和預(yù)編碼算法復(fù)雜等因素，使得系統(tǒng)軟硬件開銷都會增大。將大規(guī)模MIMO系統(tǒng)的預(yù)編碼算法分為數(shù)字、模擬和混合3種類型，并對3類預(yù)編碼算法進(jìn)行了歸納對比，總結(jié)出不同預(yù)編碼算法的優(yōu)缺點和適用場景。將信道估計方案分為訓(xùn)練估計和盲估計，歸納總結(jié)了2類方案的優(yōu)缺點，并指出合理利用大規(guī)模MIMO的信道稀疏性能夠改善信道估計的質(zhì)量，減少估計開銷。

　　下一代無線通信系統(tǒng)致力于達(dá)到每秒吉比特以上的數(shù)據(jù)吞吐率以支持高速率的多媒體業(yè)務(wù)。毫米波頻段（30～300 GHz）尚存在大量未使用的頻譜，可利用的頻帶寬，信息容量大，成為下一代通信系統(tǒng)中提高數(shù)據(jù)速率的主要手段。然而，毫米波通信面臨的一個主要問題是自由空間路損使得接收端信號產(chǎn)生大幅度衰減。不僅如此，當(dāng)信號穿過雨、霧或收發(fā)兩端之間存在障礙物時，衰減會更加嚴(yán)重，甚至?xí)鹦盘栔袛?。因此，克服信號傳輸過程中的衰減和損耗，提升系統(tǒng)容量成為毫米波通信技術(shù)研究的主要方向。大規(guī)模多進(jìn)多出（MIMO）技術(shù)是在基站端部署大規(guī)模陣列，與傳統(tǒng)MIMO相比能夠有效抵抗不同用戶之間的干擾，顯著提升系統(tǒng)的容量。毫米波頻段的天線尺寸很小，為配備大規(guī)模天線陣列提供了可能?；咎炀€數(shù)量可遠(yuǎn)大于用戶數(shù)，故系統(tǒng)可以獲得很高的復(fù)用增益、分集增益和陣列增益。另外，大規(guī)模MIMO能夠?qū)⑿盘柲芰烤劢乖诤苷牟ㄊ?，有效地提升了能量效率。在大?guī)模MIMO系統(tǒng)中，預(yù)編碼技術(shù)是下行鏈路中至關(guān)重要的信號處理技術(shù)，其利用發(fā)送端的信道狀態(tài)信息（CSI），將調(diào)制過的符號流變換成適應(yīng)當(dāng)前信道的數(shù)據(jù)流，將信號能量集中到目標(biāo)用戶附近，有效對抗衰減和損耗，提升了系統(tǒng)性能。因此，研究毫米波大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中的預(yù)編碼技術(shù)對推進(jìn)下一代無線通信的發(fā)展有重要意義。