部分连接射频架构毫米波大规模 MIMO 系统的混合波束赋形
信号处理
2020-12-08 v1
摘要
为满足未来移动系统的容量需求，可通过采用具高指向性波束赋形的大规模 MIMO 技术有效利用未充分使用的毫米波频段。混合模拟-数字波束赋形已被认为是减少成本高且耗电的 RF 链数量的大规模 MIMO 实现的有前景方法。与全连接架构相比，部分连接 RF 架构的混合波束赋形(HBF)因更简单的 RF 功率分配与合并网络而对实际实现尤其具吸引力。本文中，我们首先将单用户与多用户速率最大化问题表述为加权最小均方误差(WMMSE)，并利用交替优化推导混合波束赋形器的解。算法针对部分连接 HBF 架构的基于全阵列与基于子阵列的处理策略设计。除速率最大化的 WMMSE 解外，我们提出较低复杂度的基于子阵列的迫零算法。所提算法的性能在两种不同信道模型中评估，即简单几何模型与称为 NYUSIM 的逼真统计毫米波模型。WMMSE HBF 算法的性能结果旨在揭示部分连接 HBF 的潜力，并作为低复杂度方法的上界。数值结果表明，与全数字波束赋形相比，适当设计的部分连接 HBF 有潜力在硬件复杂度和系统性能间提供良好折衷。
引用
@article{arxiv.2012.02889,
title = {Hybrid Beamforming for mm-Wave Massive MIMO Systems with Partially Connected RF Architecture},
author = {Mohammad Majidzadeh and Jarkko Kaleva and Nuutti Tervo and Harri Pennanen and Antti Tolli and Matti Latva-aho},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.02889},
year = {2020}
}
备注
13 pages