面向 AIoT 感知的低功耗大规模 MIMO 系统中基于二值 ADC 的实现
信号处理
2025-08-18 v1
摘要
联网设备的快速增长以及对普遍智能化日益增长的需求，催生了人工智能制造物联网 (AIoT)。然而，高分辨率模拟-数字转换器 (ADC) 和大量射频链的使用显著提高了功耗。本文探索了一种采用二值 ADC (T-ADCs) 的经济实惠方案，用于大规模多输入多输出 (MIMO) 系统中的低功耗 AIoT，特别关注信道感知挑战。该信道通过飞行序列辅助方案进行估计，并采用联合飞行序列和数据 (JPD) 方法进行细化。为评估该两阈值 ADC 系统的性能极限，本文分析了其硬件理想对应的平行一比特 ADC (PO-ADCs) 以及接收器噪声方差未知情形下的实际场景。在理论分析表明，JPD 方案在轻度条件下有效缓解了由于粗糙量化效应导致的信道估计性能退化，而无需额外的飞行序列开销。对于确定性信道和随机信道，我们分别提出了修改的期望最大似然 (EM) 和变分推断 EM 估计器。大量仿真结果验证了理论结论，展示了所提估计器在均方误差和符号误差率方面的有效性，彰显了在绿色 AIoT 智能感知中实现 T-ADCs 及其关联 JPD 方法的可行性。
引用
@article{arxiv.2508.11234,
title = {Enabling low-power massive MIMO with ternary ADCs for AIoT sensing},
author = {Shengheng Liu and Ningning Fu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.11234},
year = {2025}
}
备注
Already published in ACM TOSN. 27 pages, 7 figures