面向太赫兹宽带混合波束成形的低功耗固定真时延动态子阵列设计
信息论
2022-02-08 v1 信号处理
math.IT
摘要
太赫兹（THz）超大规模多输入多输出（UM-MIMO）系统的混合波束成形是 6G 空天地一体化网络的一项前景广阔的技术，可克服巨大传播损耗并提供前所未有的数据速率。在太赫兹频段具有超宽带与超大规模天线阵列，波束斜视成为关键问题之一，会大幅降低阵列增益与数据速率。然而，传统基于相移器的混合波束成形架构因相移器的频率平坦特性而无法应对此问题。本文为在保持高能效的同时对抗波束斜视，提出了一种新颖的带固定真时延的动态子阵列（DS-FTTD）架构。与现有使用复杂可调 TTD 的研究相比，DS-FTTD 架构得益于低成本的 FTTD，具有更低的功耗与硬件复杂度。此外，提出了一种低复杂度的行分解（RD）算法来为 DS-FTTD 架构设计混合波束成形矩阵。大量仿真结果表明，使用 RD 算法时，DS-FTTD 架构实现了近最优阵列增益，且能效显著高于现有架构。而且，采用 RD 算法的 DS-FTTD 架构的频谱效率对不完美信道状态信息具有鲁棒性。
引用
@article{arxiv.2202.02965,
title = {Energy-efficient Dynamic-subarray with Fixed True-time-delay Design for Terahertz Wideband Hybrid Beamforming},
author = {Longfei Yan and Chong Han and Jinhong Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.02965},
year = {2022}
}
备注
32 pages, 8 figures