面向高速铁路通信的高效抗阻塞混合波束成形设计
信息论
2020-07-03 v1 信号处理
math.IT
摘要
未来铁路预期同时承载列车运营服务与乘客宽带服务。毫米波(mmWave)通信是为车载用户提供多千兆数据速率的一项有前景的技术。然而,毫米波通信遭受严重的传播衰减与对阻塞的脆弱性,这在高速铁路(HSR)场景中极具挑战。本文研究列车到地面通信的高效混合波束成形(HBF)设计。首先,我们在无阻塞场景中开发了一种两阶段HBF算法。第一阶段采用最小均方误差方法以低复杂度和快速收敛设计最优混合波束成形器;第二阶段利用正交匹配追踪方法近似恢复模拟与数字波束成形器。其次,在阻塞场景中,我们通过自适应调用所提HBF算法设计了一种抗阻塞方案,可高效处理随机阻塞。给出了大量仿真结果以展示所提算法在不同配置(包括传输功率、列车速度、阻塞概率等)下的和速率性能。结果表明,所提抗阻塞算法在严重阻塞场景中可将有效速率提升20%,同时保持低中断概率。
引用
@article{arxiv.2007.00857,
title = {Efficient Hybrid Beamforming with Anti-Blockage Design for High-Speed Railway Communications},
author = {Meilin Gao and Bo Ai and Yong Niu and Wen Wu and Peng Yang and Feng Lyu and Xuemin and Shen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.00857},
year = {2020}
}
备注
11 Pages, 9 Figures