毫米波通信中的發(fā)送波形與無線覆蓋技術研究.pdf

1、隨著移動智能終端的廣泛普及，現(xiàn)有6GHz以下頻段無線通信已無法滿足快速增長的數(shù)據(jù)流量需求。由于無線電低頻段頻譜資源有限，毫米波頻段因其頻帶資源的巨大優(yōu)勢成為實現(xiàn)10Gbps吞吐量的室內(nèi)無線局域網(wǎng)和第五代移動通信(5G)的關鍵頻段，因此毫米波通信技術也成為當下研究的熱點。雖然毫米波傳輸衰落快，路徑損耗高，容易被遮擋等缺點為毫米波通信帶來了較大的限制，但同時毫米波頻段以其波長短，抗干擾能力強，波束窄，定向性好和保密性能等特點也為未來無線通信

2、帶來了機遇和挑戰(zhàn)。為進一步提高毫米波無線通信的發(fā)展，本文針對毫米波無線通信中的波形技術和覆蓋問題展開研究。論文的主要工作和創(chuàng)新點如下:
　　首先，研究了毫米波信號傳輸特性，對比分析了基于射線的SCM模型與28GHz-73GHz毫米波信道模型，研究了毫米波信道模型與現(xiàn)有微波頻段信道模型的區(qū)別，并給出了毫米波信道模型具體的建模方法。主要針對本文研究中所需要使用的45GHz頻段進行了信道特性仿真與分析，為后續(xù)傳輸技術性能比較提供了信道模

3、型基礎。
　　然后，研究了毫米波發(fā)送波形技術，主要研究了不同發(fā)送波形技術在5G新場景中的適用性以及在具有硬件損傷的毫米波通信系統(tǒng)中的傳輸性能?；?5GHz毫米波信道，針對單載波頻域均衡和OFDM以及新波形技術在具有硬件損傷的系統(tǒng)下進行了較為全面的性能仿真，分析了不同傳輸技術在毫米波通信中的適用性。仿真結果表明，45GHz頻段通信下的SC系統(tǒng)在考慮硬件損傷時較OFDM系統(tǒng)有明顯的性能優(yōu)勢，更有利于硬件實現(xiàn)。在毫米波信道下，部分新波

4、形，如f-OFDM、GFDM在BER以及PAPR方面與OFDM相比能夠得到近似的性能曲線，并在頻譜帶外泄露方面較OFDM具有明顯的優(yōu)勢。
　　最后，研究了毫米波高效覆蓋混合波束成形技術。以最小化發(fā)送功率和保證全扇區(qū)服務質(zhì)量(QoS)為基本目標，確定了功率高效混合波束成形優(yōu)化問題，并最終提出了一種毫米波大規(guī)模MIMO公共信道下的高效覆蓋混合波束成形方案。該方案可以獲得一個具有高性能波束方向圖且PAPR最低的波束成形矢量，并使其能夠完