以微波线性模拟计算机（MiLAC）辅助的MIMO系统容量

未来的无线系统，称为巨型多输入多输出（MIMO），预计通过显著增加天线数量（例如，数千个）来提升性能。为克服数字体系结构的可扩展性限制，最近涌现出利用微波线性模拟计算机（MiLAC）的MIMO技术。MiLAC是一种多端口微波网络，对输入微波信号在模拟域中进行完全处理，从而降低巨型MIMO体系结构的硬件成本和计算复杂度。本文研究了以MiLAC辅助MIMO系统实现的速率的基本限制。我们对采用MiLAC辅助波束赋形的MIMO系统进行建模，并建立了以优化MiLAC的微波网络为目标的速率最大化问题，该网络在实际情况下假设为无损且互为倒转。 在无损和互为倒转约束下，我们推导了MiLAC微波网络的全局最优解。此外，我们还以封闭形式刻画了 operating MiLAC辅助波束赋形的MIMO系统容量。我们的理论分析通过数值仿真得到验证，表明MiLAC辅助波束赋形在实现与数字波束赋形相同容量的同时，显著降低了无线电频率（RF）链的数量、模数-数码转换器（ADC）/数码-模拟转换器（DAC）分辨率要求以及计算复杂度。