面向毫米波MU-MIMO的全连接/部分连接混合波束赋形架构
信息论
2019-10-08 v2 math.IT
摘要
混合数字模拟（HDA）波束赋形因其相对于全数字基带方案更低的功耗，在毫米波（mmWave）多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统的实际实现中受到广泛关注。HDA波束赋形的实现成本、性能和功率效率取决于模拟波束赋形网络的连接度和可重配置性。本文中，我们研究了两种可视为极端情况的典型架构，即全连接（FC）和每子阵一流（OSPS）架构。在FC架构中，每个RF天线端口连接到阵列的所有天线单元，而在OSPS架构中，RF天线端口连接到互不相交的子阵。我们联合考虑初始波束捕获与数据通信阶段，使后者利用前者获得的波束方向信息来进行。我们采用作者先前提出的最先进波束对齐（BA）方案，并考虑一类适应于从BA阶段提取的波束信息的MU-MIMO预编码方案。我们还评估了两种HDA架构的功率效率，考虑了不同硬件组件的功耗以及典型功率放大器约束下的功率回退。数值结果表明，两种架构获得相近的和频谱效率，而OSPS架构在硬件复杂度和功率效率方面优于FC情况，唯一代价是由于其较低的波束角分辨率导致BA捕获时间略长。
引用
@article{arxiv.1904.10276,
title = {Fully-/Partially-Connected Hybrid Beamforming Architectures for mmWave MU-MIMO},
author = {Xiaoshen Song and Thomas Kühne and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.10276},
year = {2019}
}