3D MIMO系统下水平和垂直维联合预编码的研究

来源：信号处理杂志 2016年第9期北京时间：

作者：白帆, 李汀, 李飞, 郑宝玉

摘要：第五代(5G)移动通信网络将会在很大程度上提高无线通信的速率。由于多入多出系统(MIMO)能够满足5G网络中对信息速率越来越高的要求，现在正受到广泛的关注。然而，传统意义的二维(2D)MIMO技术仅仅能控制水平维的波束。为了满足5G的需求，需要引入能同时考虑水平维和垂直维波束的三维(3D)MIMO技术。本文基于3D MIMO信道模型，在分析3D MIMO信道相关性的基础上，针对发射相关和接收相关矩阵在水平维和垂直维的分解，提出了一种利用3D MIMO信道相关性的有限反馈预编码方案。并在此基础上，结合2D MIMO信道下的DFT码本和Grassmannian码本，提出了两种新的3D MIMO信道下的码本。实验结果表明，提出的3D MIMO预编码方案整体性能优于传统2D MIMO和现有的3D MIMO预编码方案。在3D MIMO系统中，由于可以动态调节天线的下倾角，故充分发掘了空间三维自由度。3D MIMO预编码技术减小小区间干扰，增加了系统容量，有效地提高了整个通信系统的性能。

关键词：第五代移动通信, 三维MIMO, 预编码, DFT码本, Grassmannian码本