面向球面波前视距宽孔径MIMO的模拟-数字波束聚焦
信息论
2024-04-09 v1 信号处理
math.IT
摘要
增强未来高速无线通信很大程度上依赖于有效利用高频段。这些频段主要工作在视距(LoS)路径，需要良好配置的天线阵列和波束赋形技术以实现最佳频谱利用。最大化LoS多输入多输出(MIMO)系统的潜力（这对实现高频谱效率至关重要）很大程度上取决于此。由于高频段混合信号器件的成本和功耗使得全数字架构在大规模MIMO设置中不切实际，我们的重点转向混合模拟-数字硬件配置。然而，模拟处理器的限制制约了阵列内的灵活性，需要细致理解硬件约束以优化天线配置设计。我们探索了在考虑硬件约束下优化混合系统频谱效率的阵列设计。我们提出了一种最优天线配置，利用两个平面阵列之间LoS通道的prolate矩阵结构。基于最优阵列配置，我们引入了一种低复杂度的显式模拟-数字波束聚焦方案，该方案利用了近场区域LoS通道矩阵的渐近行为。仿真结果验证了所提出的天线配置和波束聚焦方案在多种信噪比下以低计算复杂度实现了接近最优的性能，即使在通信链路存在任意旋转的情况下也是如此。
引用
@article{arxiv.2404.04842,
title = {Analog-Digital Beam Focusing for Line of Sight Wide-Aperture MIMO with Spherical Wavefronts},
author = {Jiyoung Yun and Hojun Rho and Wan Choi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.04842},
year = {2024}
}