毫米波通信中灵活混合波束成形设计的模拟波束导向
信息论
2017-05-16 v1 math.IT
摘要
本文提出了一种模拟波束导向方法，用于实现灵活的混合波束成形设计，在单用户情况下可达到接近基于奇异值分解（SVD）的数字波束成形的性能。作为起点，假设使用无限精度的码本，我们在基站和用户端应用天线阵列响应矩阵的转置作为模拟波束成形器。结果表明，包含传播信道和模拟波束成形器的有效信道矩阵能够在低到中信噪比下提供非常接近基于 SVD 的数字波束成形的最大可达速率。接下来，分析了有限尺寸码本对实际模拟波束成形器设计的影响。推导出了将速率损失映射到天线数量、码本大小和接收信噪比的闭式表达式。分析表明，为了达到与无限精度模拟波束成形相当的性能，码本大小应至少大于实现的天线数量。因此，所提出的模拟波束成形方法可以独立设计，无需考虑数字波束成形。这种方法有助于开发灵活的混合波束成形架构，通过敏捷的模拟波束选择适应变化的传播环境，并通过适当的数字波束成形器设计最大化空间复用增益。
引用
@article{arxiv.1705.04943,
title = {Analog Beamsteering for Flexible Hybrid Beamforming Design in Mmwave Communications},
author = {Yaning Zou and Wolfgang Rave and Gerhard Fettweis},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.04943},
year = {2017}
}