太赫兹通信中基于混合波束成形设计的波束斜展分析与抑制
信息论
2023-12-12 v1 信号处理
math.IT
摘要
我们研究了均匀平面阵列（UPAs）中的波束斜展效应，并提出了一种高效的混合波束成形（HBF）设计，以缓解工作在太赫兹频段的的多输入多输出正交频分复用（MIMO-OFDM）系统中的波束斜展。我们首先分析阵列增益并推导表征 UPA 上波束斜展效应严重程度的闭式波束斜展比。结果表明，该效应在分数带宽更高时更为严重，而当 UPA 形状趋近于正方形时可被显著缓解。接着我们聚焦于最大化系统频谱效率的 HBF 设计。由于模拟波束成形器的频率平坦特性和硬件约束，该设计问题具有挑战性。我们通过提出一种高效的解耦设计克服了这些挑战，其中数字和模拟波束成形器均有闭式解，便于实际实现。数值结果验证了我们的分析，并表明所提 HBF 设计对波束斜展具有鲁棒性，因此在宽带大规模 MIMO 系统中优于现有最优方法。
引用
@article{arxiv.2303.12466,
title = {Beam Squint Analysis and Mitigation via Hybrid Beamforming Design in THz Communications},
author = {Mengyuan Ma and Nhan Thanh Nguyen and Markku Juntti},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.12466},
year = {2023}
}
备注
6 pages, 7 figures, to be appeared in IEEE ICC2023