星地链路中基于毫米波大规模MIMO的混合预编码算法研究

为了提升星地链路通信系统频谱效率，针对毫米波(millimeter Wave, mmWave)大规模多输入多输出(Massive Multiple Input Multiple Output, Massive MIMO)系统，在正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法的基础上，提出了一种改进的OMP (Improved-OMP)混合预编码算法。针对星地链路间通信的特定场景，引入了基于扩展的Saleh-Valenzuela (S-V)信道模型；针对OMP算法中求解模拟预编码矩阵时存在迭代次数过多的问题，在结合多步长思想的基础上，从天线阵列响应集合中选取与射频链路(Radio Frequency Chains, RF Chains)相等的前多列作为模拟预编码矩阵；为了克服OMP算法中的伪逆运算复杂度较高的问题，结合矩阵分解和H9lder不等式简化了数字预编码的求解。仿真结果表明，在理想的信道状态信道条件下，当RF Chains的数量和数据流的数量之间的差距较小时，Improved-OMP算法可以获得更优的性能。Improved-OMP方案有效地降...