全双工毫米波大规模 MIMO 系统：一种混合预编码/合并与自干扰消除联合设计
信号处理
2021-04-02 v1
摘要
毫米波（mmWave）大规模多输入多输出（MIMO）系统已被视为第五代（5G）及后 5G 无线通信网络满足日益增长容量需求的主要候选方案之一。全双工技术可进一步增强毫米波大规模 MIMO 系统的优势。然而，强自干扰（SI）是全双工技术的主要限制因素。因此，本文针对全双工毫米波大规模 MIMO 系统提出了一种新颖的基于角度的联合混合预编码/合并（AB-JHPC）技术。我们的主要目标为：（i）改善自干扰消除（SIC），（ii）提高期望信号功率，（iii）降低信道估计开销，（iv）以较少数量的射频链设计大规模 MIMO 系统。首先，AB-JHPC 的射频级通过慢时变离开角（AoD）与到达角（AoA）信息构建。提出了一种联合发射/接收射频波束成形器设计，以覆盖（排除）期望（SI）信道的 AoD/AoA 支撑集。其次，AB-JHPC 的基带级通过降维有效期望信道构建。在基带级使用知名的奇异值分解（SVD）方法后，我们还提出了一种新的半盲最小均方误差（S-MMSE）技术，利用 AoD/AoA 参数进一步抑制残余 SI 功率。数值结果表明，所提 AB-JHPC 技术可显著消除 SI 信号。结果表明，AB-JHPC 实现了 85.7 dB 的 SIC，且 SIC 总量随天线隔离技术近乎线性增长。我们观察到，随着天线阵列尺寸增大以及发射/接收天线隔离改善，所提全双工毫米波大规模 MIMO 系统相比半双工对应系统将可达速率容量翻倍。
引用
@article{arxiv.2104.00191,
title = {Full-Duplex mmWave Massive MIMO Systems: A Joint Hybrid Precoding/Combining and Self-Interference Cancellation Design},
author = {Asil Koc and Tho Le-Ngoc},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.00191},
year = {2021}
}