摘要
在毫米通信系统中，可以使用较大的天线阵列和较宽的带宽，以提高数据传输的效率。但是，在这种通信系统中，不仅会导致基站天线上每条路径会出现相位差，还会导致宽带下脉冲响应延迟，称为空间宽带效应。本文着重研究了毫米波宽带引起的空间宽带效应，并同时探讨了该状态下毫米波大规模多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)系统的信道估计和混合预编码，在该系统中使用正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)对信号进行调制。内容如下： (1)研究了宽带毫米波OFDM上行传输系统，在接收端通过使用混合架构来接收信号。通过考虑信道模型中的空间宽带效应和频段宽带效应，分析了系统的频谱效率。分析和仿真结果表明，宽带引起了波束偏斜效应。此外，还揭示了带宽和子载波数量对波束偏斜效应的影响。 (2)考虑到频率空间宽带效应，本文提出了一种基于子载波分组和压缩感知的信道估计方案。此外，对本文提出的载波分组算法和对比算法的每一个步骤的复杂度进行分析计算，结果表明，本文提出的分组算法具有较低的复杂度。同时还分析了频谱效率和归一化均方误差对应的克拉美罗界。通过仿真的结果可以表明，本文提出的分组算法的性能都要优于现有的方法。 (3)考虑到频率空间宽带效应，本文提出了一种基于正交匹配追踪的码本设计算法。该算法考虑到宽带引起的波束偏斜效应，为每个子载波都设计了对应码本。仿真结果表明，在该通信系统中，本文提出的码本设计算法的性能更优。
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