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随着移动互联网和物联网的蓬勃发展,现有的第四代移动通信系统(4th Generation,4G)将无法满足未来激增数据量的需求。为了满足用户日益增长的数据业务需求,全球范围内正在加快对第五代移动通信系统(5th Generation,5G)的研发,目前已经完成了5G第一阶段标准的制定。毫米波通信作为5G物理层关键技术之一,在未来5G中占据重要地位,其频段范围内可利用的频谱资源非常丰富;同时,利用毫米波可大幅度减小天线之间的间距,从而为基站(Base Station,BS)端配置成百上千根天线实现大规模多输入多输出(massive Multiple Input Mutiple Output,mMIMO)技术成为可能,因此,未来移动通信系统中,毫米波与mMIMO技术的结合将是必然。在毫米波mMIMO系统中,为了降低接收机复杂度、硬件成本和功耗,通常采用模数混合预编码(Hybrid Precoding,HP)方案,即将预编码分为数字预编码和模拟预编码。模拟预编码通常采用低廉的模拟移相器,同时降低射频(Radio Frequency,RF)链数量;另一方面,BS端和用户端可通过有限分辨率数模转换器(Digital to Analog Conventers,DACs)/模数转换器(Analog to Digital Conventers,ADCs)进一步达到降低系统功耗的目的。基于此,本文面向多用户毫米波mMIMO系统,在加性量化噪声模型(Additive Quantization Noise Model,AQNM)下,分别针对低分辨率ADC与混合分辨率ADC条件,提出了两种对应的HP方案,其主要内容如下:基于最优波束索引准则,分别针对全连接型混合预编码(Full Connected Hybrid Precoding,FC-HP)、固定子连接型混合预编码(Fixed Sub Connected Hybrid Precoding,FSC-HP)和动态子连接型混合预编码(Dynamically Sub Connected Hybrid Precoding,DSC-HP),提出了三种对应的基于低分辨率ADCs的HP方案。在这三种基于低分辨率ADCs的HP方案中,对于FC-HP和FSC-HP方案,根据BS发送RF链与用户接收RF链之间等效信道增益最大化原则来寻找最佳接收波束,从而在候选模拟预编码矢量集合和候选模拟接收矢量集合中搜寻最优目标矢量;对于DSC-HP方案,首先根据用户等效信道增益最大化准则来实现发送天线动态分组,然后选择最优接收波束索引进而设计模拟预编码矩阵与模拟接收组合矩阵。在模拟预编码设计完成后,根据对应的等效信道矩阵,这三种方案分别采用迫零(Zero-forcing,ZF)准则来设计对应的数字预编码矩阵,以消除用户间干扰。考虑到低分辨ADC存在的严重的非线性失真,提出了两种基于混合分辨率DACs的HP方案:基于固定DACs的HP方案与基于动态DACs的HP方案。在AQNM下,首先推导出了两种基于混合分辨率DACs的多用户毫米波mMIMO下行和速率的理论表达式,在获得模拟预编码矩阵及模拟组合矩阵的基础上设计数字预编码矩阵,然后根据ZF方法设计对应的数字预编码矩阵,以消除用户间干扰。其次在动态天线分组基础上实现HP中,解决了传统FSC-HP方案的模拟预编码中的对角化限制,从而可更为合理地利用mMIMO技术带来的巨大阵列增益。由于基于固定混合DACs的HP方案中模拟预编码矩阵存在分块化限制,导致无法充分利用模拟波束赋形增益与有限的高分辨率DACs资源,因此提出了一种基于用户反馈的动态混合DACs的HP方案,在该方案中,BS端DACs开关网络根据用户端反馈系数来为RF链匹配合理的DACs,以合理利用高分辨率DACs资源。