摘要：本文研究毫米波车载雷达通信一体化系统中大规模阵列天线混合波束形成的优化设计问题。考虑的设计自由度包括源车辆发射端处的混合波束形成器、源车辆接收端处的雷达接收滤波器和接收车辆接收端处的通信基带合成器。本文提出一种最小化均方误差(MMSE)准则下的混合波束形成优化设计方法,在兼顾发射端模拟波束形成器单位模约束、发射端发射功率、通信数字波束、雷达最佳波束、雷达接收端信干噪比(SINR)等约束条件的前提下,将涉及多约束变量的非凸优化问题分解为四个子问题后,采用交替迭代优化机制(AIOM)求解混合波束形成问题。仿真实验表明,AIOM求解得到的大规模阵列天线混合波束形成,既有良好的收敛性,又有良好的通信与雷达折衷性能。

摘要：毫米波大规模天线是目前5G研究中的热点技术之一,毫米波大规模天线可提供高增益波束和大带宽,能有效提升系统能量效率和容量。面向未来5G移动通信需求,提出一种基于数字-模拟混合波束形成架构的毫米波大规模天线设计方案。采取该方案,天线内部各单机功能界限清晰、接口明确,可极大提升天线系统的可测试性和可批量生产性。基于该设计方案研制了一款毫米波大规模天线样机,工作频率为28.6 GHz,带宽为1 GHz,天线共包括64个辐射单元,划分为4个子阵,每个子阵对应一个单独的数字收发通道。采取近场、OTA(Over The Air)的测试方法,完成了该样机的波瓣、等效辐射功率(EIRP)、矢量误差幅度(EVM)等指标的测试。该样机的研制及性能试验方法,均对未来毫米波大规模天线在5G移动通信系统中的广泛应用、大规模量产提供了很好的借鉴意义。

摘要：传统的全数字预编码器由于RF链的巨大硬件成本,使其不再适用于mmWave大规模MIMO系统,因此提出混合模拟/数字预编码以降低RF组件的硬件成本,同时实现类似性能到全数字预编码器。本文提出了一种OMP混合预编码算法。在该算法中,通过信道矩阵的奇异值分解获得最优全数字预编码矩阵。使用设计的初始矩阵作为RF预编码初始值,通过OMP思想更新RF矩阵,然后使用迭代改进来定义算法结束条件以改善混合预编码器的性能。仿真结果表明,OMP算法似乎提供很高的性能,并且接近最优的全数字预编码方案。能效分析结果表明采用混合预编码方案来保证频谱效率和能效更为合适。