摘要：为了平衡毫米波大规模多输入多输出系统的性能和硬件开销,降低系统功耗,以频谱效率为优化目标,在部分连接结构下提出了一种收发端联合设计的低复杂度混合波束赋形方案。首先,基于连续干扰消除将原始优化问题转化为多个子阵的速率优化问题;然后,利用坐标下降法完成模拟波束赋形矩阵设计;最后,引入等效信道矩阵大幅降低矩阵维度,再对其进行奇异值分解获得数字波束赋形矩阵。仿真结果表明,与其他算法相比,所提算法在系统功耗降低的同时保持了较优的性能,且性能逼近部分连接结构的最优方案。

摘要：针对毫米波大规模多输入多输出系统中智能反射面通信的混合波束赋形问题,提出了一种基于联邦学习的卷积神经网络训练方法。在多用户通信系统中,设计模拟波束赋形矩阵和智能反射矩阵码本,并运用穷举搜索算法搜索和速率最大的模拟波束赋形矩阵和智能反射矩阵作为训练数据标签;然后基于联邦学习采用卷积神经网络进行本地训练,找到信道矩阵到波束赋形和智能反射矩阵的映射关系。实验结果证明了所提方法的可行性,通过对比有无和随机智能反射面的通信场景,验证了所提方法能构建智能的可编程无线环境,从而更好地利用无线信道,以获得更高的频谱效率。

摘要：针对传统多用户毫米波中继系统波束赋形方案计算复杂度高的问题,提出一种基于深度学习(DL)的奇异值分解(SVD)方法来设计混合波束赋形,以优化发送端、中继端和接收端波束赋形器。首先,利用DL方法设计发送端、中继端的波束赋形矩阵最大化可实现的频谱效率;然后,设计中继端、接收端的频带波束赋形矩阵以最大化等效信道增益;最后,在接收端设计最小均方误差(MMSE)滤波器消除用户间干扰。理论分析和仿真结果表明,基于DL的混合波束赋形方法相较于交替最大化(AltMax)与传统SVD方法:在高维信道矩阵和较多的用户情况下,计算复杂度分别降低了12.5%和23.44%;在已知信道状态信息(CSI)的情况下,频谱效率分别提高了2.277%和21.335%,在非完美CSI情况下,频谱效率分别提高了11.452%和43.375%。

摘要：针对传统全数字域的解相干算法无法直接运用于混合波束赋形场景的问题,设计了一种混合波束赋形下的解相干方案。在模拟域,基于设计的码本波束,提出一种新的模拟波束赋形方案,分别搜索与每个信号方向最为接近的波束,形成波束集合,利用所得到的波束集合,对阵列接收信号分别进行模拟波束赋形得到一级输出。在数字域,提出“阵列信号重构”的思想,对一级输出进行阵列信号重构,将重构信号作为输入,进行空间平滑处理,在相干干扰方向和非相干干扰方向均可形成较深的“零陷”。通过理论分析和仿真,对不同方案的波束方向图、信干噪比、频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所提出的混合波束赋形方案的信干噪比和频谱效率等性能几乎逼近于纯数字波束赋形方案。

摘要：该文针对60 GHz通信网络上行链路提出一种基于码本的混合波束赋形技术,实现复杂度与接收性能之间的折中。用户设备采用固定码本波束切换发射信号,接收设备首先利用码本执行到达角预估,在此基础上进一步设计最佳接收波束,以抑制上行链路相互干扰;并设计一种改进的最小均方误差(LMS)波束形成算法,通过设置有效初值提升迭代性能。仿真结果表明,混合波束赋形算法可有效提升60 GHz通信系统传输性能,同时验证新算法能显著提高接收信号的信干噪比。

摘要：随着通信需求的日益增长,毫米波大规模MIMO技术被广泛认为是下一代通信的关键技术之一。与传统全数字波束赋形不同,混合波束赋形设计通过将高维信号处理分解为高维模拟预编码和低维数字预编码,从而降低射频链路数量来降低系统硬件成本和功耗。具体地,通过利用毫米波大规模MIMO信道在虚拟角度域的结构化稀疏性,文中将混合波束赋形设计问题建模为稀疏重构问题,提出一种基于压缩感知的混合波束赋形设计方案。仿真结果表明,提出的混合波束赋形设计方案在全连接结构下的频谱效率性能可以接近最优的波束赋形设计。

摘要：对基于混合波束赋形的系统架构进行了研究。提出了新型的混合波束赋形架构,并采用高集成宽带收发芯片AD9361与全可编程片上系统进行多通道数字中频系统的搭建。测试结果表明该方案稳定可靠,满足大带宽高速传输的需求。

摘要：针对传统模拟/数字混合波束赋形需要进行信道估计和高维奇异值分解(Singular Value Decomposition,SVD)的问题,设计了一种低复杂度的混合波束赋形方案。在模拟域,采用离散傅立叶变换(Discrete Fourier Transform,DFT)设计出码本波束,并提出一种基于期望信号的波束扫描方法,搜索出最接近期望用户方向的模拟波束。在数字域,结合自适应算法将波束微调对准期望用户方向,并在干扰方向形成较深的“零陷”。通过理论分析和仿真,对误差收敛、信干噪比以及频谱效率等性能进行了研究。结果表明,所设计的混合波束赋形方案在不涉及信道估计、SVD分解的情况下,信干噪比和频谱效率等性能仍可以接近于纯数字波束赋形方案。

摘要：随着新一代信息技术的发展,5G和未来6G的应用将进一步拓展。以数模混合波束赋形技术、MIMO空时信道处理等关键技术为基础来构建大带宽、高速率的空地通信系统。为了满足大带宽、高速率的需求,研究和设计更宽带宽和更高性能的射频收发系统显得尤为重要,对基于混合波束赋形架构的射频系统方案进行了研究,提出了新型的混合波束赋形架构,采用高度集成的宽带射频收发芯片ADRV9009进行多通道射频系统链路来搭建通信平台。

摘要：针对波束赋形算法具有较高计算复杂度的问题,提出一种基于梯度投影的混合波束赋形算法。通过Neumann级数近似求逆的方法代替奇异值分解,以获得低复杂度的完全数字波束赋形,基于梯度投影的交替最小算法进行混合波束赋形设计,进一步降低运算复杂度。仿真结果表明,与已有的混合波束赋形算法相比,该算法虽然和速率性能略有损失,但降低了计算复杂度。