毫米波通信系统的模拟预编码设计

毫米波(mmWave)通信有望成为5G网络的关键技术,因为它可以提供高数据速率和较大的可用带宽。 必须将大型天线阵列应用于mmWave系统,以克服高路径损耗。 受功耗和系统复杂性的限制,传统的数字预编码无法用于mmWave系统。 因此,引入了模拟射频信号处理以简化预编码器的架构。 在本文中,我们提出了用于模拟预编码器设计的显性矢量逼近(DVA)搜索方法。 假设在发射机和接收机双方都知道信道状态信息,我们将模拟预编码问题分解为一系列子问题。 对于每个子问题,我们只需要优化一列模拟预编码矩阵即可。 然后,我们可以采用DVA搜索方法来解决单位模量约束下的这些子问题。 对于全连接结构(FS)和部分连接结构(PS),我们分别提出DVA-FS和DVA-PS作为我们的预编码设计。 此外,我们证明了DVA搜索方法找到了非凸子问题的近似最优解。 通过仿真,我们证明了DVA算法在不同情况下使用模拟预编码器可获得近乎最佳的性能。 此外,我们研究了量化的效果和DVA算法的能效,发现它们在粗略量化的情况下表现良好。