一种基于几何均值分解的混合预编码技术研究

资 源 简 介

一种基于几何均值分解的混合预编码技术研究

详 情 说 明

随着无线通信系统对高频谱效率的需求不断提升，大规模MIMO技术成为5G及未来通信的关键支撑。在硬件成本与功耗约束下，混合预编码架构通过结合数字基带处理与模拟射频域处理，实现了性能与复杂度的良好折衷。

几何均值分解作为一种矩阵分解方法，其核心思想是将信道矩阵分解为具有特定几何特性的多个子矩阵。相比于传统的奇异值分解或QR分解，该方法能更好地保持子矩阵间的均衡性，特别适合解决混合预编码中基带与射频联合优化问题。

在混合预编码设计中，几何均值分解技术主要贡献体现在两方面：首先在模拟预编码阶段，通过对信道矩阵的几何特性分解，可生成具有恒定模约束的射频预编码矩阵；其次在数字预编码阶段，分解后的对角矩阵能直接反映信道增益分布，便于实现功率分配优化。

这种方法的优势在于：能够保持各数据流间的公平性，避免传统方法中因信道条件差异导致的某些数据流性能严重下降；同时其分层处理特性天然契合混合预编码的硬件架构，显著降低信号处理时延。实际系统中，该技术可提升多用户场景下的和速率性能约15-30%，同时将计算复杂度降低至传统算法的60%左右。