用于近场容量提升的距离感知预编码
信息论
2022-03-30 v2 信号处理
math.IT
摘要
极大规模 MIMO（XL-MIMO）是提升未来 6G 网络容量的一种有前景的技术。由于天线数量极多，XL-MIMO 系统的近场特性变得主导。与仅有单一可用数据流的经典远场视距（LoS）信道不同，近场 LoS 信道中可获得显著增多的自由度（DoFs）。然而，受限于射频（RF）链数量较少，广泛用于 5G 的现有混合预编码架构无法充分利用近场区域中额外的 DoFs。本文首先从理论上分析近场 LoS 信道可用的 DoFs 与容量。然后，为利用近场效应这一容量提升的新可能，提出距离感知预编码（DAP）方案。我们设计了 DAP 架构，其中插入一个专用选择电路以连接相移器与 RF 链。此外，在所提 DAP 架构中，每条 RF 链可根据与距离相关的 DoFs 灵活配置为激活或停用。基于所开发的 DAP 架构，提出一种 DAP 算法，以优化激活 RF 链的数量与预编码矩阵，从而匹配近场区域中增多的 DoFs。最后，仿真结果验证所提 DAP 方案能有效利用近场区域额外的 DoFs，进而提升频谱效率与能量效率。
引用
@article{arxiv.2112.14598,
title = {Distance-Aware Precoding for Near-Field Capacity Improvement},
author = {Zidong Wu and Mingyao Cui and Zijian Zhang and Linglong Dai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.14598},
year = {2022}
}
备注
12 pages, twocolumn, 9 figures. The simulation codes will be provided at: http://oa.ee.tsinghua.edu.cn/dailinglong/publications/publications.html