Yoğun çok girişli çok çıkışlı sistemler için hibrit hüzün oluşturma

Abstract

Geliştirilmiş verim ve artırılmış spektrum verimliliği (SE) sunmak için verici uçta ve alıcı uçta çok miktarda anten dağıtan devasa çoklu giriş çoklu çıkış (MIMO), dünyanın gelecekteki kablosuz iletişim sistemlerinin gereksinimlerini karşılayan umut verici bir anahtar teknoloji olarak kabul edilir beşinci nesil (5G). Devasa MIMO'lar pek çok avantajı aşsa da bunların uygulanması pahalıdır ve ayrıca çok büyük bir güç tüketir. Radyo frekansı (RF) alanında düşük boyutlu dijital ön kodlama/tarama ile yüksek boyutlu analog ön kodlama/taramayı birleştiren hibrit analog ve dijital huzme oluşturma (HBF), büyük MIMO sistemlerinin yukarıda belirtilen zorluklarının üstesinden gelmek için uygulanır. HBF tekniği, kullanılan RF zincirlerinin miktarını azaltarak, büyük MIMO sistemlerinde şişirilmiş maliyeti ve güç tüketimini azaltır. Bu tezde, iki HBF tekniği önereceğiz: (i) geleneksel tam karmaşıklık ZF ön kodlamasının performansına yaklaşan aşamalı sıfır zorlama (PZF) adı verilen düşük karmaşıklıklı ön kodlama, (ii) tekil değer ayrıştırmasına (SVD) dayalı en uygun kısıtlanmamış ön kodlama Sınırlı RF bileşenlerinde uygulanabilen kanal matrisinin. Ayrıca, simülasyon sonuçlarında bu iki yöntemin performansını karşılaştıracağız.

Massive multiple input multiple output (MIMO) which considerably enhances spectrum efficiency (SE) and throughput by using a vast quantity of antennas, is recognized as a promising fundamental breakthrough for serving the needs of fifth generation (5G) networks. Even though massive MIMO overs a lot of advantages, however, this technology is expensive to implement also would consume a huge power. Hybrid beamforming (HBF) technique which blends low dimensional digital beamforming (DBF) together with high dimensional analog beamforming (ABF) using phase shifters (PS) at the radio frequency (RF) domain is implemented to overcome the aforementioned challenges. By lowering the amount of employed RF chains, HBF technique significantly lowers energy consumption and the implementation cost in massive MIMO systems. In this thesis, two HBF techniques are proposed: (i) low complexity precoding known as phased zero forcing (PZF) precoding, which controls phase only in the RF domain (ii) singular value decomposition (SVD) based optimal unconstrained precoding, that can be implemented on limited RF components. Furthermore, we will compare the performance of these two techniques in the simulation results.