第3章無線信道技術(shù)無線信道基本理論傳播模型抗衰落技術(shù)多天線技術(shù)毫米波通信電磁波的傳播無線信道電磁波的傳播直射指發(fā)射天線和接收天線之間沒有障礙物，無線電磁波信號可以從發(fā)射天線直接傳輸?shù)浇邮仗炀€。反射指電磁波在傳播過程中遇到一個比其波長大得多的光滑表面物體（如光滑的建筑物表面），然后根據(jù)幾何光學原理改變其傳播方向并返回原介質(zhì)的現(xiàn)象。繞射指當發(fā)射機和接收機之間存在尖銳不規(guī)則的物體表面時，電磁波被尖銳物體表面阻擋而產(chǎn)生二次諧波，從而繞過障礙物繼續(xù)傳播的現(xiàn)象。散射指電磁波在傳播過程中遇到樹木、路標、燈柱、建筑物墻壁等粗糙不規(guī)則物體時，偏離原有傳播方向的現(xiàn)象。無線信道信道衰落分為大尺度衰落（largescalefading）和小尺度衰落（smallscalefading）。其中，大尺度衰落指電磁波信號在長距離傳播時，信號平均場強出現(xiàn)的平緩變化，其主要原因是路徑損耗和陰影衰落；小尺度衰落指電磁信號在短距離（通常是幾個波長）內(nèi)傳播時，信號場強在短時間內(nèi)迅速波動。小尺度衰落主要原因是多徑效應(yīng)和多普勒效應(yīng)。無線信道信道衰落無線信道路徑損耗路徑損耗是指信號的接收功率與信號的發(fā)射功率之間的比值，通常用來描述平均功率的衰減值。與低頻段相比較，信號在毫米波頻段進行傳播時，其路徑損耗更加嚴重。例如，60GHz系統(tǒng)與5GHz系統(tǒng)相比，路徑損耗增加了接近22dB。無線信道路徑損耗路徑損耗可以表示為一個與距離d相關(guān)的函數(shù)。其中，d代表信號傳播的距離，

d0表示參考距離，n表示路徑損耗因子，等式右邊第一項表示在參考距離時的路徑損耗，第二項表示距離為d時的路徑損耗。無線信道路徑損耗路徑損耗因子與下面3個因素有關(guān)。（1）在同一環(huán)境中，天線種類的不同，環(huán)境中障礙物分布的不同，或收發(fā)兩端天線高度的不同，都會造成路徑損耗因子很大的差別。（2）移動通信系統(tǒng)中收發(fā)兩端設(shè)備天線的高度對路徑損耗因子有特別大的影響。隨著天線高度增大，發(fā)送端和接收端之間更容易形成直射（LineofSight，LoS）路徑，而這將會使得路徑損耗因子值急劇下降。（3）在同樣的測量環(huán)境中，交叉極化在信號傳輸時的路徑損耗比同極化信號更大。在毫米波無線信道中傳輸同極化信號時的路徑損耗很低，其近似等于信號在自由空間傳輸時的路徑損耗。無線信道陰影衰落陰影衰落是指電磁波在傳輸過程中受到無線信道中大尺寸障礙物的阻擋，會形成接收區(qū)域上的半盲區(qū)（隨接收端位置變化而改變）。當接收端用戶處于陰影區(qū)時，其所能接收到的信號較弱；當接收端用戶不處于陰影區(qū)時，其所能接收到的信號較強。根據(jù)對實測數(shù)據(jù)的統(tǒng)計結(jié)果分析表明，陰影衰落的接收信號包絡(luò)（幅值）r近似服從對數(shù)正態(tài)分布。無線信道陰影衰落無線信道陰影衰落無線信道多徑效應(yīng)電磁波信號在空間中多路徑傳播，到達接收天線的信號是多個路徑分量信號的疊加。由于各路徑的信號分量到達時間和到達相位不同，當它們相互疊加時會出現(xiàn)同相增強和反相衰減現(xiàn)象，使信號在短時間內(nèi)快速波動，這種現(xiàn)象被稱為多路徑效應(yīng)。無線信道多徑效應(yīng)到達接收天線的多徑信號具有不同的時延，這使得接收信號波形在時間上擴展，稱為時延擴展。時延擴展是一個統(tǒng)計變量，是對多徑信道時延特性的統(tǒng)計描述。一般描述多徑時延擴展的參數(shù)有：最大時延擴展、平均時延擴展和均方根時延擴展。一般將均方根時延擴展

看作該多徑信道的時延擴展。無線信道多徑效應(yīng)為了避免產(chǎn)生符號間干擾，通常將符號周期Ts設(shè)定為大于無線移動信道的時延擴展，即：無線信道相干帶寬從頻域上來看，時延擴展會導(dǎo)致頻率選擇性衰落，即信號通過多徑信道后某些頻率成分的幅值被增強而另外一些頻率成分的幅值被削弱。為此可以定義一個相干帶寬

，在該頻率范圍內(nèi)的各頻率分量都具有很強的相關(guān)性，各分量都能保持一致衰落。在相干帶寬范圍內(nèi)，多徑信道具有恒定的增益和線性相位。通常，相干帶寬近似等于：無線信道當發(fā)送信號的帶寬

小于無線信道的相干帶寬時，信號的各頻率分量經(jīng)歷相同程度的衰落，不會發(fā)生符號間串擾。此時認為信號經(jīng)歷的是非頻率選擇性衰落或平坦衰落。反之，當發(fā)送信號的帶寬大于相干帶寬時，信號通過無線移動信道后各頻率分量會發(fā)生不同程度的變化，從而引起符號間干擾，發(fā)生頻率選擇性衰落。無線信道多普勒效應(yīng)發(fā)射機和接收機之間的相對運動會使接收的電磁波信號的頻率發(fā)生擴展，這種由相對運動引起的接收信號頻率的偏移稱為多普勒效應(yīng)（Dopplereffect），亦稱多普勒頻移（Dopplershift）。多普勒效應(yīng)反映無線信道的時變特性在時域上會對不同信號有選擇性。無線信道多普勒效應(yīng)無線信道多普勒效應(yīng)無線信道多普勒效應(yīng)無線信道多普勒效應(yīng)無線信道空間角度擴展多徑效應(yīng)除了會造成信號的時延，也會使得信號在接收端在空間的不同方向被天線接收，從而造成信號的空間角度擴展。一般用角度功率譜

來描述多徑信號功率在空間的分布情況。常用的角度功率譜函數(shù)有均勻分布、截斷高斯分布以及截斷拉普拉斯分布等。然后將角度功率譜的二階中心距的平方根定義為角度擴展

：無線信道空間角度擴展角度擴展

描述了功率譜在空間上的擴展程度。

越大，表明散射環(huán)境越強，散射越豐富，信號在空間的擴展程度越大；反之，角度擴展越小，表明散射環(huán)境越弱，信號在空間擴展程度越低。對于MIMO系統(tǒng)而言，角度功率譜及角度擴展對天線間相關(guān)性影響很大。不同環(huán)境下的角度擴展及角度功率譜也不同，如在室內(nèi)環(huán)境中，散射豐富，角度擴展大，角度功率譜更接近均勻分布，天線相關(guān)性小。而對于室外宏小區(qū)基站，散射很弱，角度擴展小，角度功率譜更近似于截斷拉普拉斯分布。：無線信道小尺度衰落總結(jié)無線信道信道的包絡(luò)統(tǒng)計特性由于無線移動信道的多徑效應(yīng)，使得無線電磁波信號到達接收機的包絡(luò)呈現(xiàn)隨機的變化特性。眾多的實際測量表明，當發(fā)射機（如基站）與接收機（如移動臺）之間只有非視距分量（也稱散射分量）時，接收信號包絡(luò)服從瑞利（Rayleigh）分布。當發(fā)射機與接收機之間存在視距分量時，接收信號包絡(luò)服從萊斯（Ricean）分布。無線信道瑞利分布無線信道萊斯分布無線信道萊斯分布無線信道傳播模型通常，無線信道可以概括為大規(guī)模傳播效應(yīng)（大尺度衰落）和小規(guī)模傳播效應(yīng)(小尺度衰落)。遠距離傳輸是大尺度衰落的主要產(chǎn)生因素，例如路徑損耗和陰影效應(yīng)等。相反，小規(guī)模衰落源于短距離的變化，例如來自不同路徑的相互干擾。由于無線傳播具有以上特性，因此可以分為3種不同的類型：空間波模型，天波模型和地波模型，其中空間波模型也稱為視距(LoS)模型，如圖3.7所示。傳播模型傳播模型在蜂窩通信中，不同于有線傳播環(huán)境，其屬于空間自由傳播環(huán)境。通常會受反射、折射及繞射等的影響，而且不同的傳播信道還要考慮陰影效應(yīng)。但在實際的研究分析中經(jīng)常采用空間播模型。傳播模型自由空間傳播路徑損耗模型傳播模型Okumura路徑損耗模型傳播模型Hata路徑損耗模型傳播模型瑞利（Rayleigh）和萊斯（Rician）信道模型傳播模型瑞利（Rayleigh）和萊斯（Rician）信道模型Rician信道假定從發(fā)射機到接收機的傳輸路徑由主要的LoS路徑和其他散射路徑組成，而Rayleigh信道由從發(fā)射機到接收機的散射信道組成?？梢哉J為每條路徑上的相位在0和2π之間均勻變化，而不同的相位是獨立的?？梢允褂脠A對稱復(fù)數(shù)隨機變量建模，其中每個抽頭是大量小的獨立圓對稱復(fù)數(shù)隨機變量的總和。通常，我們使用抽頭增益的實部來對零均值高斯隨機變量建模。而這種循環(huán)、對稱、復(fù)雜、隨機、可變的假設(shè)非常符合MIMO系統(tǒng)特性。傳播模型瑞利（Rayleigh）和萊斯（Rician）信道模型傳播模型移動信道的多徑傳播、時延擴展以及伴隨接收機移動過程產(chǎn)生的多普勒頻移，會使接收信號產(chǎn)生嚴重衰落；陰影效應(yīng)會使接收的信號過弱而造成通信中斷；信道存在的噪聲和干擾也會使接收信號失真而造成誤碼；為了改善和提高接收信號的質(zhì)量，在移動通信中就必然使用到抗衰落技術(shù)?？顾ヂ浼夹g(shù)多徑衰落：多徑干涉形成的衰落通常稱為多徑衰落或干涉型衰落。多徑干涉，即多條射線的相互干涉，是最常見的、也是最重要的衰落成因。衰減型衰落：非正常衰減發(fā)生時，接收信號電平低于正常值，從而形成衰落，通常稱為衰減型衰落?？顾ヂ浼夹g(shù)常用的抗衰落技術(shù)包括分集接收技術(shù)均衡技術(shù)信道編碼技術(shù)和擴頻技術(shù)抗衰落技術(shù)分集接收技術(shù)在若干個支路上接收相互間相關(guān)性很小的載有同一消息的信號，然后通過合并技術(shù)將各個支路信號合并輸出，這樣可以在接收終端上有效降低深衰落的影響。抗衰落技術(shù)-分集接受基本原理分集接收是通過多個信道（時間、頻率或者空間）接收到承載相同信息的多個副本，由于多個信道的傳輸特性不同，信號多個副本的衰落就不會相同。接收機使用多個副本包含的信息能比較正確地恢復(fù)出原發(fā)送信號。即將接收到的信號分成多路的獨立不相關(guān)信號，然后將這些不同能量的信號按不同的規(guī)則合并起來。抗衰落技術(shù)-分集接受適用范圍在平坦性信道上接收信號的衰落深度和衰落持續(xù)時間大的信號；地形、地物造成的陰影衰落（宏觀信號衰落）；在微波信號的傳播過程中，由于受地面或水面反射和大氣折射的影響，會產(chǎn)生多個經(jīng)過不同路徑到達接收機的信號，造成多徑衰落（微觀衰落）?？顾ヂ浼夹g(shù)-分集接受分集方式宏分集：主要用于蜂窩通信系統(tǒng)中，也稱為“多基站”分集。減小慢衰落影響的分集技術(shù)，其作法是把多個基站設(shè)置在不同的地理位置(如蜂窩小區(qū)的對角上)和不同方向，同時和小區(qū)內(nèi)的一個移動臺進行通信。顯然，只要在各個方向上的信號傳播不是同時受到陰影效應(yīng)或地形的影響而出現(xiàn)嚴重的慢衰落，這種辦法就能保持通信不會中斷。微分集：減小快衰落影響的分集技術(shù)，在各種無線通信系統(tǒng)中都經(jīng)常使用。理論和實踐都表明，在空間、頻率、極化、場分量、角度及時間等方面分離的無線信號，都呈現(xiàn)互相獨立的衰落特性?？顾ヂ浼夹g(shù)-分集接受分集方式由于分集技術(shù)接收的信號涉及到時間、空間和頻率，所以根據(jù)所涉及的資源的不同可劃分為時間分集、空間分集和頻率分集?？顾ヂ浼夹g(shù)-分集接受合并技術(shù)分集在獲得多個獨立衰落的信號后，需要對信號進行合并處理。利用合并器把經(jīng)過相位調(diào)整和延時后的各分集支路相加。接收端收到M(M≥2)個分集信號后，如何利用這些信號以減小衰落的影響，這就是合并問題?？顾ヂ浼夹g(shù)-分集接受選擇式合并選擇式合并是指檢測所有分集支路的信號，以選擇其中信噪比最高的那一個支路的信號作為合并器的輸出。最大比值合并最大比值合并是一種最佳合并方式，每一支路的加權(quán)系數(shù)

與信號包絡(luò)成正比而與噪聲功率成反比。等增益合并各支路的信號等增益相加，其性能接近于最大比值合并。抗衰落技術(shù)-分集接受RAKE接收機所謂RAKE接收機，就是利用多個并行相關(guān)器檢測多徑信號，按照一定的準則合成一路信號供解調(diào)用的接收機。需要特別指出的是，一般的分集技術(shù)把多徑信號作為干擾來處理，而RAKE接收機采取變害為利的方法，即利用多徑現(xiàn)象來增強信號?？顾ヂ浼夹g(shù)-分集接受RAKE接收機抗衰落技術(shù)-分集接受RAKE接收機抗衰落技術(shù)-分集接受卷積碼卷積碼每個碼字的n個碼元不僅與該碼字內(nèi)的信息碼元有關(guān)，還與前面一個或多個碼字內(nèi)的信息碼元有關(guān)。或者說，各子碼內(nèi)的監(jiān)督碼元不僅對本子碼起監(jiān)督作用，而且對前面（m-1）個子碼內(nèi)的信息碼元也起監(jiān)督作用。卷積碼常用(n，k，m)表示。通常稱m稱為約束因子，反映了輸入信息碼元在編碼器中需要存儲的時間長短?？顾ヂ浼夹g(shù)-糾錯編碼卷積碼卷積碼糾錯能力強，不僅可糾正隨機差錯，而且可糾正突發(fā)差錯。根據(jù)需要，卷積碼有不同的結(jié)構(gòu)及相應(yīng)的糾錯能力，但都有類似的編碼規(guī)律。抗衰落技術(shù)-糾錯編碼卷積碼抗衰落技術(shù)-糾錯編碼交織碼交織碼主要用來糾正突發(fā)差錯，即使突發(fā)差錯分散成為隨機差錯而得到糾正。在突發(fā)錯誤中，錯誤之間存在相關(guān)性，交織碼的指導(dǎo)思想就是通過對所傳輸符號的交織，減小錯誤的相關(guān)性，使突發(fā)錯誤變?yōu)殡S機錯誤，從而可以采用糾正隨機錯誤的糾錯編碼進行檢糾錯，所以交織碼也可被看作是一種信道改造技術(shù)，即把一個突發(fā)信道改造為一個隨機信道。抗衰落技術(shù)-糾錯編碼交織碼抗衰落技術(shù)-糾錯編碼交織碼突發(fā)錯誤被分散開，有利于糾錯?？顾ヂ浼夹g(shù)-糾錯編碼交織碼抗衰落技術(shù)-糾錯編碼在實際通信系統(tǒng)中，由于存在濾波器的設(shè)計誤差和信道特性的變化，所以產(chǎn)生碼間干擾。通過在基帶系統(tǒng)中插入一種可調(diào)（或不可調(diào)）濾波器可以校正或補償系統(tǒng)特性，減小碼間串擾的影響，這種起補償作用的濾波器稱為均衡器。均衡可分為頻域均衡和時域均衡。頻域均衡，是從校正系統(tǒng)的頻率特性出發(fā)，使包括均衡器在內(nèi)的基帶系統(tǒng)的總特性滿足無失真?zhèn)鬏敆l件；時域均衡，是利用均衡器產(chǎn)生的時間波形去直接校正已畸變的波形，使包括均衡器在內(nèi)的整個系統(tǒng)的沖擊響應(yīng)滿足無碼間串擾條件。抗衰落技術(shù)-均衡時域均衡的方法，是在基帶系統(tǒng)接收濾波器與取樣判決器之間插入一個具有2N+1個抽頭的橫向濾波器。其由帶抽頭的延遲線、帶加權(quán)系數(shù)的相乘器和相加器組成的。送到均衡器輸入端的信號

是接收濾波器的輸出。抗衰落技術(shù)-均衡抗衰落技術(shù)-均衡抗衰落技術(shù)-均衡當均衡器的輸入波形x(t)的形狀隨時間變化時，則必須相應(yīng)地調(diào)整均衡器的抽頭系數(shù)以適應(yīng)x(t)的變化，否則達不到均衡的目的。如果抽頭系數(shù)的調(diào)整由均衡器自動完成，那么這樣的均衡器稱為自適應(yīng)均衡器。一般來說，抽頭有限時，總不能完全消除碼間干擾，但當抽頭數(shù)較多時可以將碼間干擾減小到相當小的程度，要想完全消除碼間干擾，均衡器的抽頭數(shù)應(yīng)為無限多?？顾ヂ浼夹g(shù)-均衡MIMO（多輸入多輸出）系統(tǒng)，是指在發(fā)射端和接收端分別使用多個發(fā)射天線和接收天線，使信號通過發(fā)射端與接收端的多個天線發(fā)射和接收，從而改善通信質(zhì)量。MIMO技術(shù)是多天線的主要形式，其中發(fā)射端或接收端采用超過一根的物理天線。傳統(tǒng)的通信系統(tǒng)一般采用各種技術(shù)來減少多徑的影響，而MIMO則反行其道，充分利用多徑傳播信道來增加系統(tǒng)容量。通過采用MIMO技術(shù)，利用天線的空間特性，能帶來分集增益、復(fù)用增益、陣列增益、干擾對消增益等增益，從而實現(xiàn)覆蓋和容量的提升。MIMOMIMO技術(shù)可以充分利用空間維度資源，成倍提升系統(tǒng)信道容量。多天線場景下信道容量表達式為：其中，m:發(fā)射天線數(shù)量；n：接收天線數(shù)量。MIMO（1）傳輸分集是在發(fā)送端兩天線發(fā)送同樣內(nèi)容的信號，用于提高鏈路可靠性，不能提高數(shù)據(jù)率。LTE的多天線傳輸分集技術(shù)選用空時編碼作為基本傳輸技術(shù)，在發(fā)射端對數(shù)據(jù)流進行聯(lián)合編碼以減少由于信道衰落和噪聲所導(dǎo)致的符號錯誤率。通過在發(fā)射端增加信號的冗余度，使信號在接收端獲得分集增益。MIMO（2）空分復(fù)用技術(shù)是在發(fā)射端發(fā)射相互獨立的信號，接收端采用干擾抑制的方法進行解碼，此時的理論空口信道容量隨著收發(fā)端天線對數(shù)量的增加而線性增大，從而能夠提高系統(tǒng)的傳輸速率?？辗謴?fù)用允許在同一個下行資源塊上傳輸不同的數(shù)據(jù)流，這些數(shù)據(jù)流可以來自于一個用戶，也可以來自多個用戶。單用戶MIMO可以增加一個用戶的數(shù)據(jù)傳輸速率，多用戶MIMO可以增加整個系統(tǒng)的容量。MIMO（3）波束賦形是一種基于天線陣列的信號預(yù)處理技術(shù)，通過調(diào)整天線陣列中每個陣元的加權(quán)系數(shù)產(chǎn)生具有指向性的波束，從而獲得對應(yīng)輻射方向的陣列增益，同時降低對其他輻射方向的干擾。MIMO預(yù)編碼發(fā)送預(yù)編碼與接收均衡相對應(yīng)，最初提出預(yù)編碼技術(shù)的目的是為了簡化接收機。在傳統(tǒng)通信中，通常是通過接收機進行均衡來達到消除干擾、提高接收信號質(zhì)量的目標。但是在接收端進行一系列均衡處理會使得接收機結(jié)構(gòu)變得非常復(fù)雜，如果將這些復(fù)雜的處理交由發(fā)送端來完成，則可以極大簡化接收機，因此人們便提出了預(yù)編碼技術(shù)。假設(shè)發(fā)送端能夠通過某種方式獲取下行鏈路的信道狀態(tài)信息（CSI），發(fā)送端可以利用該CSI通過預(yù)處理（調(diào)整天線功率與相位等）來實現(xiàn)信號與信道的匹配，從而使干擾得到抑制，系統(tǒng)容量得到提升，這種預(yù)處理就稱為預(yù)編碼技術(shù)。MIMO預(yù)編碼預(yù)編碼技術(shù)分為線性預(yù)編碼技術(shù)和非線性預(yù)編碼技術(shù)。線性預(yù)編碼技術(shù)主要有基于信道求逆的預(yù)編碼（迫零預(yù)編碼，最小均方差預(yù)編碼）非線性預(yù)編碼與線性預(yù)編碼相比，能夠取得更優(yōu)的性能，但是計算復(fù)雜度高，實現(xiàn)困難。MIMO線性預(yù)編碼技術(shù)線性預(yù)編碼是對發(fā)送信號的線性變換，即經(jīng)過信源編碼調(diào)制后的信號、發(fā)送預(yù)編碼矩陣，信道矩陣之間是線性的相乘關(guān)系。常用的線性預(yù)編碼方法主要有最大比發(fā)送技術(shù)、基于迫零準則的預(yù)編碼技術(shù)和基于最小均方差的預(yù)編碼技術(shù)。MIMO線性預(yù)編碼技術(shù)1）最大比發(fā)送技術(shù)最大比發(fā)送(Maximum—RatioTransmission，MRT)/匹配濾波器（MatchFilter，MF）預(yù)編碼是以最大化輸出信噪比為設(shè)計原則得到的預(yù)編碼方案。它通過對信道矩陣求共軛轉(zhuǎn)置來獲取發(fā)送預(yù)編碼矩陣，避免了矩陣求逆，計算復(fù)雜度低，易于實現(xiàn)，因而是最簡單的線性預(yù)編碼技術(shù)。MF預(yù)編碼具有很大的實用價值，當系統(tǒng)各路信號不相干且服從瑞利分布時，MF預(yù)編碼的性能夠達到最優(yōu)。MIMO線性預(yù)編碼技術(shù)2）基于迫零準則的預(yù)編碼技術(shù)基于迫零（Zero.Forcing，ZF）準則的預(yù)編碼通過求信道矩陣的偽逆來獲得預(yù)編碼矩陣，在理想CSI下，這樣處理可以完全消除各路信號間干擾，但是卻有可能會放大噪聲，影響系統(tǒng)的性能。迫零預(yù)編碼要求發(fā)送天線的數(shù)量大于或者等于接收天線數(shù)的數(shù)量。MIMO線性預(yù)編碼技術(shù)3）最小均方差的預(yù)編碼技術(shù)對于基于迫零準則的預(yù)編碼，為使各路信號問的干擾為零，預(yù)編碼矩陣為信道的偽逆?；谧钚【讲畹念A(yù)編碼方案，并不要求各路信號之間的干擾為零，而是要求接收信號與發(fā)送信號的均方差最小，通過引入一個參量

調(diào)整預(yù)編碼矩陣，使接收端的信噪比達到最大。MIMO非線性預(yù)編碼在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，除了傳統(tǒng)的線性預(yù)編碼方法外，非線性預(yù)編碼方法也能大幅度提升多用戶MIMO系統(tǒng)的性能。常見的非線性預(yù)編碼方法包括臟紙編碼（DirtyPaperCoding，DPC）、TomlinsonHarashima預(yù)編碼（THP）、向量擾動（VectorPerturbation，VP）預(yù)編碼、格基規(guī)約輔助（LatticeReductionAided，LRA）預(yù)編碼等。其中，DCP通過在信號傳輸之前將發(fā)射中一些已知的潛在的干擾刪除，可以實現(xiàn)系統(tǒng)的最大速率，而THP是DCP的一種簡單有效的方法，通過反饋處理消除多用戶之間的干擾，其復(fù)雜度更低，因此在實際實現(xiàn)中比DCP更具吸引力。MIMO非線性預(yù)編碼在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中，隨著基站端和用戶端的天線數(shù)增多，會使得采用非線性預(yù)編碼技術(shù)的系統(tǒng)有相當高的復(fù)雜度和難以承受的開銷。此外，非線性預(yù)編碼技術(shù)需要非常準確的CSI，且對錯誤CSI有較高的敏感性，因此在大規(guī)模MIMO系統(tǒng)中實現(xiàn)準確的信道估計和信道反饋也是一個巨大的挑戰(zhàn)。MIMO毫米波指頻段在30~300GHz，相應(yīng)波長為1~10mm的電磁波，它的工作頻率介于微波與遠紅外波之間，因此兼有兩種波譜的特點。由于毫米波傳播特性和波束賦形方面的特點，可以滿足5G系統(tǒng)連續(xù)的大帶寬需求。毫米波通信毫米波的傳播特性（1）一種典型的視距傳輸方式毫米波屬于甚高頻段，它以直射波的方式在空間進行傳播，波束很窄，具有良好的方向性。一方面，由于毫米波受大氣吸收和降雨衰落影響嚴重，所以單跳通信距離較短；另一方面，由于頻段高，干擾源很少，所以傳播穩(wěn)定可靠。因此，毫米波通信是一種典型的具有高質(zhì)量、恒定參數(shù)的無線信道通信技術(shù)。毫米波通信毫米波的傳播特性（2）具有“