大规模 MIMO 的高效 DSP 与电路架构：现状与未来方向
信息论
2018-08-29 v1 math.IT
摘要
大规模 MIMO 是一种引人注目的无线接入概念，其依赖于使用相对于活跃终端数量而言过量的基站天线。该技术是 5G New Radio (NR) 的主要组成部分，并满足了未来无线标准的所有重要需求：容量的大幅提升、对许多同时用户的支持，以及能效的改善。大规模 MIMO 需要对来自许多天线链的信号进行同时处理，以及对大矩阵进行运算。数字处理的复杂性在过去被视为大规模 MIMO 可行性的根本障碍。近期在系统-算法-硬件协同设计方面的进展已带来了极高能效的实现。这些实现利用了深缩放硅工艺中的机会，并执行部分分布式处理以应对多信号互连中遇到的瓶颈。例如，原型 ASIC 实现已展示了在 55 mW 功耗下（20 MHz 带宽、128 天线、8 终端复用）的实时迫零预编码。天线路径中粗略甚至易出错的数字处理允许以 2 到 5 倍的因子降低功耗。本文总结了面向大规模 MIMO 高效数字信号处理的基础性技术贡献。阐明了在低成本 RF 和模拟硬件链上工作的机会与约束。说明了终端如何能从改善的能效中获益。讨论了技术现状与实际原型。提出了开放的挑战与未来研究方向。
引用
@article{arxiv.1807.05882,
title = {Efficient DSP and Circuit Architectures for Massive MIMO: State-of-the-Art and Future Directions},
author = {Liesbet Van der Perre and Liang Liu and Erik G. Larsson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1807.05882},
year = {2018}
}
备注
submitted to IEEE transactions on signal processing