基于透镜天线阵列的宽带毫米波 MIMO 波束空间预编码与波束选择
信息论
2020-04-20 v1 信号处理
math.IT
摘要
依赖于透镜天线阵列的毫米波（mmWave）多输入多输出（MIMO）系统能够通过波束选择以显著减少的射频（RF）链数量实现高天线增益。然而，由于波束斜视效应，传统波束选择网络在宽带系统中遭受显著的性能损失。在本文中，我们提出了一种相移器辅助的波束选择网络，其使单个射频链能够支持多个聚焦能量波束，从而缓解宽带毫米波 MIMO 系统中的波束斜视。基于该架构，我们额外设计了一种高效的发射预编码器（TPC）以最大化可实现的和速率，该预编码器由波束选择和波束空间预编码组成。具体而言，我们利用波束选择矩阵具有有限数量候选的事实，解耦波束空间预编码与波束选择的设计问题。对于波束空间预编码设计，我们提出了一种基于连续干扰消除（SIC）的方法，将相关优化问题分解为一系列子问题并依次求解。对于波束选择设计，我们提出了一种能量最大化波束选择方法以避免穷举搜索的高复杂度，并推导出所需波束数量，以在硬件成本与系统性能之间取得引人注目的权衡。我们的仿真结果表明，所提出的波束空间预编码与波束选择方法比传统对应方法实现了更高的和速率与更高的能量效率。
引用
@article{arxiv.2004.08071,
title = {Beamspace Precoding and Beam Selection for Wideband Millimeter-Wave MIMO Relying on Lens Antenna Arrays},
author = {Wenqian Shen and Xiangyuan Bu and Xinyu Gao and Chengwen Xing and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.08071},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 12 figures