采用混合ADC的混合大规模MIMO系统波达方向估计：性能损失与能效
信息论
2023-05-23 v3 信号处理
math.IT
摘要
由于天线阵列中的功耗和较高的电路成本，大规模多输入多输出（MIMO）在第六代（6G）及未来无线网络中的实际应用仍具挑战性。采用低分辨率模数转换器（ADC）与混合模拟数字（HAD）结构是具有可接受性能损失的两种低成本选择。本文提出在接收端采用混合ADC架构与HAD结构相结合的方式进行波达方向（DOA）估计，该方式将应用于6G中的波束成形跟踪与对准。通过采用加性量化噪声模型，推导了采用混合ADC的HAD架构的克拉美-罗下界（CRLB）的精确闭式表达式。此外，推导了性能损失因子的闭式表达式作为基准。另外，为考虑功耗，本文也研究了能效。数值结果表明，采用混合ADC的HAD结构能显著降低功耗与硬件成本。而且，该架构能够在性能损失与功耗之间实现更好的权衡。最后，采用2-4位分辨率可能是实际大规模MIMO系统中的一个较好选择。
引用
@article{arxiv.2107.09934,
title = {DOA Estimation for Hybrid Massive MIMO Systems using Mixed-ADCs: Performance Loss and Energy Efficiency},
author = {Baihua Shi and Qi Zhang and Rongen Dong and Qijuan Jie and Shihao Yan and Feng Shu and Jiangzhou Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2107.09934},
year = {2023}
}
备注
12 pages, 7 figures