宽带毫米波数模混合波束赋形

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1、ZTETECHNOLOGYJOURNAL专题朱宇等宽带毫米波数模混合波束赋形DOI：10.3969/j.issn.1009-6868.2017.03.004网络出版地址：http://kns.cnki.net/kcms/detail/34.1228.TN.20170505.1634.010.html宽带毫米波数模混合波束赋形HybridDigitalandAnalogBeamformingforBroadbandMillimeterWaveCommunicationSystems中图分类号：TN929.5文献标志码：A文章编号：1009-6868(2017)03-0014-006朱宇/ZHU

2、Yu李先驰/LIXianchi摘要：针对宽带多天线毫米波系统面临的频率选择性信道衰落和硬件实现约束，（复旦大学，上海200433）提出结合单载波频域均衡技术的数模混合波束赋形算法。以均衡器输出信号的最(FudanUniversity,Shanghai200433,小均方误差为准则，优化波束赋形矩阵和均衡器的系数。为降低求解复杂度，应用China)迭代天线阵列训练技术将原始优化问题分解为在基站和用户端的本地优化问题，使需优化的系数通过通信两端的交替迭代处理获得收敛。仿真表明：提出的新算法在误比特率为10-4时较传统算法在信噪比上具有约2dB的性能增益。关键词：毫米波通信；单载波频域均衡；数模混

3、合波束赋形；迭代天线阵列训练Abstract:Inordertodealwiththeeffectoffrequencyselectivechannelfadingandthedifficultyofhardwareimplementationinbroadbandmillimeterwavecommunicationsystemswithmultipleantennas,ajointdesignofhybriddigitaland无线移动通信发展的脉络来analogbeamformingwithsinglecarrierfrequencydomainequalizationispropos

4、ed.从看，第1、2代（1G、2G）先后分Basedonthecriterionofminimizingthemeansquareerroroftheequalizedsignal,thecoefficientsofthebeamformingmatricesandequalizerareoptimized.Toreduce别从模拟和数字两种方式解决了人thecomputationalcomplexity,theiterativeantenna-arraytrainingtechniqueisapplied们之间的语音通信需求，第3代（3G）andtheoriginaloptimizatio

5、nproblemisdecomposedintotwolocaloptimization开始增加对数据业务的支持，第4代problemsatthebasestationandtheuserequipment,respectively.Thecoefficients（4G）系统着重满足人们日益增长的areconvergedafterseveralalternativelyiterativeprocessingatthetwo数据业务的需求，未来的第5代移动communicationsides.Simulationresultsshowthattheproposedalgorithmhasape

6、rformancegainofabout2dBinsignaltonoiseratiooverthetraditionalalgorithm通信系统（5G）除了继续支持更高传atabiterrorrateof10-4.输速率的用户数据业务需求，伴随物Keywords:millimeterwavecommunication;singlecarrierfrequencydomain联网的飞速发展，还需要支持大量智equalization;hybriddigitalandanalogbeamforming;iterativeantenna-arraytraining能设备的接入和连接，来支撑包括智

7、能电网、智慧家庭、智慧城市、虚拟现实、远程教育、远程医疗等多元化的新型业务。预计到2020年将有超过500亿台的智能设备联入无线网络，无线网络的数据容量将会是现在的1000倍[1-4]。为了满足到2020年能达有着非常紧密的结合：首先毫米波频人们认为毫米波通信由于频率高而到1000倍的容量提升，目前比较公段定义在30~300GHz的范围，这一频产生的路径损耗大、传输距离短的弱认的解决问题的3个维度分别是[1-