1. 研究目的与意义
随着无线移动通信技术的快速发展，多种通信服务所带来的数据迎来了递增似的增长。数据容量需求快速增加，而毫米波因为具备大量未曾使用的频段，被认为是解决第五代移动通信系统中容量问题的关键技术之一。毫米波由于波长较短，不及低频率波长的十分之一，这使得基站端可以以较小的物理阵列尺寸配置更多的天线。
多输入多输出（MIMO）是一种能够有效提高衰落信道容量的新技术。它在接收方和发送方都有多副天线，因此可以看成是双天线分集的扩展。不同之处在于MIMO有效使用了编码重用(CR)技术，可用相同的信道编码和扰码调制多个不同的数据流。MIMO技术是无线通信领域智能天线技术的重大突破。该技术能在不增加带宽的情况下可以更多地提高通信系统的容量和频谱利用率。因此MIMO技术获得了广泛关注，并取得了不少卓越的成就。
预编码技术是补偿毫米波大规模MIMO通信系统中的路径损耗的有效手段。然而，由于毫米波大规模MIMO系统的结构特点，传统的预编码方案在毫米波系统中的应用受到很大的限制。传统的MIMO预编码方案通过采用全数字预编码对信号进行空域预处理，能减少数据流或用户之间的干扰，从在相同接收检测性能的前提下，能够降低接收机处理的复杂度。在毫米波大规模MIMO系统中，由于基站天线数量成百上千，而且占用的带宽更大，所以无论从设备复杂度、成本，还是功耗和散热角度考虑，全数字的预编码技术都不再适用。为了解决此问题，一些研究人员就提出了混合预编码结构。混合预编码作为全数字预编码和模拟预编码的折中,复杂度不如全数字预编码的高，性能又远远超过模拟预编码，兼具两者各自的优点。它将传统的全数字预编码拆分为数字部分和模拟部分，使得天线之间共用RF链路，通过有限数量的射频链路驱动大量的天线单元，同时能支持一些独立数据流在共享时频资源块内传输。具体来讲，通过模拟域的处理，可以有效减少射频链路数，从而降低系统的硬件复杂度和功率损耗。在基带进行数字域的处理，可以同时进行相位和幅度的变化,使混合预编码的性能能够尽可能地接近全数字预编码。混合预编码的设计通常是多个变量的联合优化问题，它提供了在毫米波系统中硬件实现复杂度和系统性能的折中方案，既能利用大规模天线阵列所带来的增益，同时也保证了以较低成本和能耗实现硬件设施。由此,混合预编码成为毫米波大规模MIMO系统最有效可行的预编码方案，并已经受到了各界的广泛研究。
2. 研究内容与预期目标
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研究的主要内容
毫米波信道的路径损耗较大，且信号在毫米波信道中传输时容易被遮挡，比较适合于短距离传输。但是，当毫米波与大规模MIMO系统结合之后，可很好的对路径损耗进行相应的补偿，并且有效提高系统容量。由于能耗较高，使得全数字预编码在大规模MIMO系统中不能得到良好的应用。为了降低能耗，选择在大规模MIMO系统中采用混合预编码技术。对大规模MIMO 的混合预编码技术展开研究，以能量效率最大化为目的，设计相应的混合预编码方案。
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预期目标
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本课题拟采用的方法：
根据我的课题《高能效混合预编码方案的设计与实现》，通过调查一些相关文献来获取资料，从massive MIMO、混合预编码、高能效等方面更加全面、正确的了解和掌握所要研究的课题，比如课题的背景、现状以及前景等。对大规模MIMO系统及预编码技术有个大致的了解。
准备好matlab软件，搭建所需的实验环境。
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[1]於巧梅. 大规模MIMO毫米波通信系统中预编码算法研究及实现[D].杭州：浙江大学,2018：1-6.
[2]吴琼. 基于部分连接结构的毫米波大规模MIMO系统的高能效混合预编码[D].呼和浩特：内蒙古大学,2019：1-9.
[3]虞上聚. 大规模MIMO混合预编码技术研究[D].西安：西安电子科技大学,2020：1-4.
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3.1--3.15 课题调研，了解相关技术和要求；
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3.16--3.29 查阅资料，撰写并提交开题报告；
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3.30--5.3 实验分析，数据整理，完成论文初稿；
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