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智能反射面辅助的混合预编码技术研究

更新时间：2026-06-23 20:21:28 大小：24K 上传用户：江岚查看TA发布的资源 标签：智能反射面 下载积分：2分 评价赚积分 （如何评价?） 打赏 收藏 评论(0) 举报

资料介绍

一、研究背景与意义

随着第五代移动通信（5G）商用的全面落地，下一代第六代移动通信（6G）技术的研发已经成为全球通信领域的核心议题。根据IMT-2030推进组发布的《6G总体愿景与潜在关键技术》白皮书，未来6G网络将实现“万物智联、全域覆盖”的目标，需要支持太比特每秒的峰值传输速率、每平方公里百万级的连接数密度以及亚毫秒级的端到端时延，这对现有无线通信体系的频谱效率、能量效率和部署成本提出了全新的挑战。

毫米波段和太赫兹波段拥有丰富的可用频谱资源，能够满足大带宽高速传输的需求，成为6G通信的核心候选频段。但毫米波和太赫兹信号的路径损耗大、绕射能力弱，对遮挡十分敏感，严重制约了信号的传输距离和覆盖范围。传统的中继放大转发方案虽然可以扩展覆盖范围，但存在功耗高、体积大、引入额外噪声等缺点，无法满足6G低能耗、低成本的部署要求。

智能反射面（Intelligent Reflecting Surface，IRS）作为一种革命性的新型无线通信使能技术，通过大量低成本可独立调控的被动反射单元，能够动态调整反射信号的幅度和相位，重构无线传播环境，从根本上改变了传统无线信道不可控的特性。与传统主动通信方案相比，智能反射面几乎不产生射频功耗、部署灵活、成本低廉，能够有效对抗毫米波/太赫兹通信的路径损耗问题，近年来已经得到学术界和工业界的广泛关注。

在大规模多输入多输出（Massive MIMO）系统中，预编码技术是抑制多用户干扰、提升系统频谱效率的核心技术。全数字预编码可以灵活地调整每个天线单元的信号激励，能够获得接近最优的性能，但是当基站天线数量达到上百甚至上千时，每个天线需要配置一条专用射频链，硬件成本和功耗都会急剧增加，难以实际部署。混合预编码技术将预编码分解为基站端的数字预编码和模拟预编码两级结构，通过减少射频链的数量，大大降低了硬件成本和功耗，成为大规模毫米波MIMO系统预编码设计的主流方案。将智能反射面与混合预编码技术结合，通过联合优化基站端的混合预编码矩阵和智能反射面的相位偏移矩阵，可以进一步提升系统的频谱效率和能量效率，降低部署成本，对推动6G通信技术的发展具有重要的理论意义和应用价值。


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