毫米波WiFi系統(tǒng)CSI反饋設(shè)計(jì)與混合預(yù)編碼技術(shù)研究.pdf

1、隨著無線通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們對通信業(yè)務(wù)的質(zhì)量要求不斷提高。傳統(tǒng)的無線局域網(wǎng)技術(shù)主要采用2.4GHz和5GHz頻段，這些較低頻段的頻譜資源如今已趨于飽和，因此人們將目光聚焦于毫米波頻段。毫米波無線通信技術(shù)在這個背景下應(yīng)運(yùn)而生。毫米波由于波長短，頻帶寬等特點(diǎn)，可以為用戶提供更高的傳輸速率。因此，毫米波無線通信技術(shù)已經(jīng)成為了人們廣泛研究的熱點(diǎn)。目前，針對60GHz毫米波無線通信制定的標(biāo)準(zhǔn)有IEEE802.15.3c、IEEE802.11a

2、d等。其中，11ad標(biāo)準(zhǔn)的增強(qiáng)型版本IEEE802.11ay還在制定中。在11ay系統(tǒng)中考慮了大規(guī)模天線技術(shù)，信道綁定技術(shù)等。這些技術(shù)的引入將極大提高毫米波通信系統(tǒng)性能。本文針對60GHz毫米波無線通信系統(tǒng)中的信道狀態(tài)信息反饋及混合預(yù)編碼技術(shù)展開相關(guān)研究工作。
　　論文在詳細(xì)分析了IEEE802.11ad及IEEE802.11n中信道狀態(tài)信息反饋方案的基礎(chǔ)上，針對11ay系統(tǒng)要求及特性，設(shè)計(jì)出了一種寬帶時域CSI反饋方案。提出了完

3、整的反饋流程，并對相應(yīng)幀格式進(jìn)行了設(shè)計(jì)。本方案對每條路徑中抽頭的增益設(shè)置了一個門限值，可以將其分為有效徑與無效徑。我們只需反饋有效徑的時延信息與增益信息。通過對需要反饋的信道信息進(jìn)行時延擴(kuò)展長度指示、非零徑指示和非零徑增益指示的三段編碼方法，有效降低了系統(tǒng)反饋開銷。本文分析比較了三種反饋方案的系統(tǒng)開銷，相比于11n中的頻域反饋方案，本方案能極大降低反饋開銷。由于11ad反饋方案對反饋的抽頭數(shù)的限制，本方案能夠提供更加完備的信道狀態(tài)信息。

4、
　　由于在11ay中使用了大規(guī)模天線陣列，考慮到成本和功耗的限制，使得傳統(tǒng)的MIMO預(yù)編碼技術(shù)不適用于毫米波大規(guī)模天線系統(tǒng)，并由此引入了混合預(yù)編碼技術(shù)。本文對混合預(yù)編碼設(shè)計(jì)問題進(jìn)行了分析，并對正交匹配追蹤混合預(yù)編碼算法，一種低復(fù)雜度的混合預(yù)編碼算法和交替最小化混合預(yù)編碼算法等三種混合預(yù)編碼算法進(jìn)行了仿真實(shí)現(xiàn)。并且仿真比較了三種算法的系統(tǒng)傳輸速率。仿真結(jié)果表明，正交匹配追蹤混合預(yù)編碼算法在三種算法中性能最佳，交替最小化算法性能次之