[00511052]毫米波大规模纯相位 MIMO 信号处理关键技术研究
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技术详细介绍
该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：61601048）。
该项目研究了通过低成本/低功耗的非线性器件来降低射频链路的功耗及制造成本，从而解决大规模 MIMO 由于天线数量庞大而带来的硬件成本昂贵，系统功耗大的问题。主要研究成果如下：
1. 提出了一种称为 HPO-MIMO 的新型非线性 MIMO 方案：其基站端通过相位检测器仅获取复基带信号的π周期相位的观测进行上行链路基带处理。从贝叶斯推理的角度利用近似消息传递（GAMP）算法和非凸优化的角度利用移位幂法构造了 HPO-MIMO 的两种信道估计器和多用户检测器，仿真结果验证了所提两种算法可以有效应用于 HPO-MIMO。
2. 提出了针对 HPO-MIMO 的联合时间频率同步的算法：在实际的通信过程中，接收端与发送端不可避免的存在时间和频率的偏差，时间与频率同步对于一个系统至关重要。该算法利用了导频序列的可重复性，通过网格搜索方式下进行时间和频率同步。仿真证明了所提算法
可以有效应用于 HPO-MIMO 同步中。
3. 提出了一种称为MO-MIMO 的新型非线性MIMO 方案：其基站端通过包络检波器和低精度ADC获取复基带信号的量化幅度。将MO-MIMO 的信道估计和多用户检测问题归纳为量化相位复原的问题，通过在GAMP 框架下建立两种方案来解决。仿真结果验证了两种方案可以有效的应用于MO-MIMO 中。 4.利用低精度 IQ 调制解调器和低分辨率 ADC 设计新型低成本、低功耗的大规模 MIMO 系
统，基于谱投影梯度法和矢量化消息传递去量化算法，为等效 IQ 平衡系统构建了两种信道估计器和多用户检测器。仿真结果验证了上述基带算法的有效性，且当信道相干时间足够长时， 所提出的大规模 MIMO 比传统的 MIMO 更节能。除此之外将 GAMP 算法应用于定位领域，提出了 3 种协作定位器：WSN 的通用协作定位器、到达时间的 VANET 地理信息增强协作定位器、WSN 低复杂度协作定位。UCL 适用于 TOA、RSS、AOA、DopplerFrequency 等各种类型的测距测量。通过将 WSN 节点位置表示为复数，将定位问题转换为广义线性混合问题，然后通过具有重要性采样机制的 GAMP 来解决。对于 VANET 中 NLOS 的问题，GIE-CL 在区域采样的 NLOS 识别和 EGAMP-CL 之间迭代以估计出车辆的位置。