33、5G 及未来的空间调制技术

5G 及未来的空间调制技术

1. 毫米波通信中的空间调制

毫米波通信具有巨大的带宽潜力，但也面临着路径损耗大、波束对准要求高等挑战。空间调制（SM）技术在毫米波通信中的应用为解决这些问题提供了新的思路。

• 广义 SM 毫米波方案 ：采用简化的射频（RF）链结构，广义 SM 毫米波方案可逼近全 RF 空间复用方案的受限容量。例如，通过合理设计天线布局，使信道矩阵正交化，能在视距（LOS）信道中实现 SSK 和广义 SM 的最优性能。
• 不同场景下的应用与优化
  • 室内 60GHz 通信 ：在室内 60GHz 毫米波通信中，由于高反射衰减，信道主要为 LOS 分量。基于接收符号最小距离的最大准则，设计 SSK 和广义 SM 方案，以提高性能。
  • 室外通信 ：将三维统计信道近似为对数正态衰落信道，分析正交空间调制（QSM）在室外毫米波通信中的容量。
  • 频谱效率提升 ：假设发射端已知信道状态信息（CSI），提出模拟预编码辅助的广义 SM 方案，通过迭代设计提高频谱效率。此外，还提出了混合预编码辅助的广义 SM 方案，基于一些近似实现最优频谱效率。

以下是毫米波通信中 SM 技术的应用总结表格：
| 应用场景 | 技术方案 | 优势 |
| ---- | ---- | ---- |
| 室内 60GHz | SSK、广义