相控天线阵列中的快速模拟波束跟踪：理论与性能
信息论
2019-04-26 v4 math.IT
摘要
毫米波（mmWave）通信的方向性在为快速旋转/移动的终端（例如移动 AR/VR、高速车辆、火车、无人机）提供服务时引入了重大挑战。在使用模拟波束成形的 mmWave 系统中，由于模拟波束跟踪问题固有的非凸性，这一挑战更加严峻。在本文中，我们获得了波束跟踪的 Cramér-Rao 下界（CRLB），并优化模拟波束成形向量以获得最小 CRLB。然后，我们开发了一种低复杂度模拟波束跟踪算法，该算法同时优化模拟波束成形向量和波束方向估计。最后，通过建立新的基础理论，我们提供了所提模拟波束跟踪算法的理论收敛性分析，证明了 MSE 的最小 CRLB 可以以高概率实现。我们的仿真表明，该算法比几种最先进（state-of-the-art）的算法能够实现更快的跟踪速度、更高的跟踪精度和更高的数据速率。我们算法设计中使用的关键分析工具是带有控制参数的随机逼近与递归估计。
引用
@article{arxiv.1710.07873,
title = {Fast Analog Beam Tracking in Phased Antenna Arrays: Theory and Performance},
author = {Jiahui Li and Yin Sun and Limin Xiao and Shidong Zhou and C. Emre Koksal},
journal= {arXiv preprint arXiv:1710.07873},
year = {2019}
}
备注
40 pages, 12 figures