部分 CSI 下基于固定移相器的动态子阵列高能效太赫兹混合波束成形
信息论
2022-03-30 v1 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹 (THz) 通信凭借数十 GHz 的带宽被视为 6G 系统的支柱技术。为克服巨大传播损耗并降低硬件复杂度，提出了具有混合波束成形的太赫兹超大规模 (UM) MIMO 系统以提供高阵列增益。值得注意的是，大多数现有混合波束成形研究中考虑的可调移相器功耗大且在太赫兹频段难以实现。此外，由于超大规模天线，全信道状态信息 (CSI) 难以获取。为解决这些实际关切，本文提出了一种基于固定移相器的高能效动态子阵列 (DS-FPS) 架构用于太赫兹混合波束成形。为补偿固定移相器 (FPS) 固定相位带来的频谱效率损失，插入了开关网络以实现动态连接。此外，在考虑部分 CSI 的情况下，我们提出了逐行分解 (RSD) 算法来设计 DS-FPS 的混合波束成形矩阵。进一步提出了逐行 (RBR) 算法以降低计算复杂度。大量仿真结果表明，所提带 RSD 与 RBR 算法的 DS-FPS 架构比现有架构实现了高得多的能效。而且，带部分 CSI 的 DS-FPS 架构达到了带全 CSI 架构 97% 的频谱效率。
引用
@article{arxiv.2203.15338,
title = {Dynamic-subarray with Fixed Phase Shifters for Energy-efficient Terahertz Hybrid Beamforming under Partial CSI},
author = {Longfei Yan and Chong Han and Nan Yang and Jinhong Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2203.15338},
year = {2022}
}
备注
30 pages, 10 figures