具有低分辨率 ADC 的混合 mmWave MIMO-OFDM 系统的贝叶斯最优数据检测器

混合数模预编码架构和低分辨率模数转换器（ADC）接收机是降低具有大天线阵列的毫米波多输入多输出（MIMO）通信系统硬件成本和功耗的两种解决方案。在本研究中，我们考虑了一个采用广义混合架构的 mmWave MIMO-OFDM 接收机，其中同时使用了少量射频（RF）链和低分辨率 ADC。由于低分辨率 ADC 引入了强非线性，数据检测的任务具有挑战性，尤其是实现贝叶斯最优数据检测器。本研究旨在填补这一空白。通过使用广义期望一致信号恢复技术，我们提出了一种计算高效的数据检测算法，该算法提供数据符号的最小均方误差估计，并扩展至混合 ADC 架构。考虑到 MIMO-OFDM 信道矩阵的特定结构，我们提供了一种低复杂度实现，其中仅需要 FFT 运算和矩阵向量乘法。此外，我们提出了一个分析框架来研究该检测器在大系统极限下的理论性能，该框架能够精确评估均方误差和符号错误率等性能表达式。基于此最优检测器，我们研究了为混合 ADC 架构添加少量低分辨率 RF 链和高分辨率 ADC 的潜力。仿真结果证实了我们理论分析的准确性，并可用于快速系统设计。结果表明，向原始未量化系统添加少量低分辨率 RF 链可以获得显著的增益。