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作者：王华华;彭丽娟;张文豪;
单位：重庆邮电大学通信与信息工程学院;
摘要：针对太赫兹通信的波束分裂使传统移相器预编码性能下降和目前应对波束分裂的延时器(True Time Delay, TTD)架构硬件复杂度高的问题，在太赫兹大规模多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)系统中采用两层TTD和移相器的时相混合模拟预编码架构，减少高比特位TTD的使用数量，在波束角度未知前提下改进窄带系统的正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法，匹配不同子载波下的等效波束角度，进而提出多载波正交匹配追踪(Multi-Carrier Orthogonal Matching Pursuit, MC-OMP)算法。该算法以最大化子载波的阵列增益为准则设计两层TTD的延时矩阵，进而构造每个子载波的候选模拟预编码矩阵。利用所有子载波残差矩阵和候选矩阵的相关投影和最大值对候选矩阵搜索对应的最佳波束角度，构建出所有子载波的混合预编码矩阵。仿真结果表明，相较于单层TTD架构，两层TTD架构下高比特TTD的使用数量降低50%。所提算法相比传统算法能够显著改善系统性能，且比已知波束角度的延迟相位预编码(Delay Phase Precoding, DPP)算法可达速率和提升3.34%,可在降低硬件复杂度的同时，有效提高波束分裂效应下的系统可达和速率及能效。
关键词：太赫兹;;大规模多输入多输出;;波束分裂;;混合预编码;;两层延时器
基金资助：重庆市自然科学基金创新发展联合基金(中国星网)(CSTB2023NSCQ-LZX0114)~~
