【摘要】：毫米波通信中可以将大规模MIMO 技术与波束成形技术进行有效的结合，不仅能够增加系统容量、提高信息传输速率、增加通信稳定性，还能利用毫米波巨大的带宽解决频谱资源的短缺问题。毫米波、大规模MIMO 技术与波束成形技术三者相辅相成，毫米波通信系统利用大规模MIMO 技术将大规模天线阵列集中于较小的区域内。本节考虑传统单用户大规模MIMO 的一般预编码结构，如图2.2 所示。
毫米波通信中可以将大规模MIMO 技术与波束成形技术进行有效的结合，不仅能够增加系统容量、提高信息传输速率、增加通信稳定性，还能利用毫米波巨大的带宽解决频谱资源的短缺问题。毫米波、大规模MIMO 技术与波束成形技术三者相辅相成，毫米波通信系统利用大规模MIMO 技术将大规模天线阵列集中于较小的区域内。同时，大规模MIMO技术为波束成形技术提供支撑，使得毫米波通信中的路径损耗可以通过波束成形技术得以弥补。
本节考虑传统单用户大规模MIMO 的一般预编码结构，如图2.2 所示。其中，轨旁基站端和列车段接收的信息流均为NS，轨旁基站发射端的天线数量为M，列车接收端的天线数量为K，且满足NS≤ M，NS≤ K。轨旁基站端所需发射的信息流通过基带预编码F ∈CM×NS进行编码处理后，经过大规模天线阵列发射到毫米波信道中，轨旁基站天线阵列所发射的信号可以表示为
图2.2 单用户大规模MIMO 系统模型
所需传输的信号经过信道被列车端的天线阵列接收后，可表示为(www.xing528.com)
其中，n ∈C K×1为高斯白噪声矩阵，其服从均值为0，协方差矩阵为 IK，P 表示为系统的平均接收功率，H 为毫米波信道矩阵；y=[ y1， y2， …， yK]T为列车段接收到的信号。
假设无线通信过程中的CSI 在发射与接收端已知，且在接收端的基带组合器完全解码，则系统的频谱效率R 可以表示为
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