基于AREE的mmWave XL-MIMO系统混合波束赋形的解耦设计
信号处理
2025-07-04 v1
摘要
混合波束赋形在mmWave通信中广泛应用，如车联网(V2X)场景，作为硬件复杂度与频谱效率之间的折中方案。然而，混合阵列架构中模拟赋频器和数字赋频器之间的内在耦合显著限制了现有算法的计算和频谱效率。为解决此问题，我们提出了交替残差消除(AREE)算法，将混合波束赋形问题分解为两个低维子问题，每个子问题都具有有利的矩阵结构，能够有效地从矩阵乘积公式中解耦模拟和数字赋频器。这些子问题相互消除残差，推动原始问题趋向于最优的混合波束赋形性能。我们提出的初始化确保了快速收敛，同时发展了一个低复杂度的几何信道SVD算法，通过将高维稀疏信道转换为低维等效信道，从而简化了子问题的推导。仿真结果表明，AREE算法在低复杂度下有效地解耦了模拟和数字赋频器，实现了快速收敛，比现有波束赋形方法具有更高的频谱效率。
引用
@article{arxiv.2507.02802,
title = {AREE-Based Decoupled Design of Hybrid Beamformers in mmWave XL-MIMO Systems},
author = {Jiazhe Li and Nicolò Decarli and Francesco Guidi and Heng Dong and Anna Guerra and Alessandro Bazzi and Zhuoming Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.02802},
year = {2025}
}