具有混合MIMO收发器的毫米波单载波系统的高效波束对齐
信息论
2018-06-19 v1 math.IT
摘要
毫米波（mmWave）频段的通信有望成为下一代（5G）无线网络的关键组成部分。有效的毫米波通信需要在用户设备（UE）和基站（BS）两侧具备快速可靠的波束赋形方法，以在波束赋形后获得足够大的信噪比（SNR）。我们将在发射机和接收机处寻找一对强耦合窄波束的问题称为波束对齐（BA）问题。本文针对单载波毫米波通信提出了一种高效的BA方案。在该方案中，BS通过预先指定的伪随机波束赋形码本和伪随机扩频码在下行链路周期性探测信道，使每个UE估计多径信道中能量传输最大的到达角/离开角（AoA-AoD）对。我们利用毫米波信道在AoA-AoD域的稀疏特性，将BA问题表述为稀疏非负向量的估计问题。基于最近发展的非负最小二乘（NNLS）技术，我们高效地找到了连接每个UE与BS的最强AoA-AoD对。我们在真实信道模型下评估了所提方案的性能，其中传播信道由少数具有不同延迟、AoA-AoD和多普勒频移的多径散射分量组成。信道模型参数与实验信道测量结果一致。仿真结果表明，所提方法对多径分量间大多普勒频移引起的快速信道变化具有高度鲁棒性。此外，我们还表明在达到BA后，波束赋形信道本质上是频率平坦的，因此单载波通信在时域无需均衡。
引用
@article{arxiv.1806.06425,
title = {Efficient Beam Alignment for mmWave Single-Carrier Systems with Hybrid MIMO Transceivers},
author = {Xiaoshen Song and Saeid Haghighatshoar and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:1806.06425},
year = {2018}
}