面向多用户 Massive MIMO 系统的带选择混合波束成形

本研究探讨了混合波束成形的一种变体，即带选择的混合波束成形，作为降低多用户 Massive Multiple-Input-Multiple-Output 系统硬件成本同时保持良好性能的极具吸引力的解决方案。与传统的混合波束成形不同，在采用 HBwS 的收发机中，天线阵列由具有 $\bar{L}$ 个输入端口的模拟波束成形矩阵馈送，其中 $\bar{L}$ 大于上/下变频链的数量 $\bar{K}$。一组开关将 $\bar{L}$ 个输入端口中瞬时最佳的 $\bar{K}$ 个连接到上/下变频链。模拟波束成形器基于平均信道统计量进行设计，因此只需不频繁更新，而开关则基于瞬时信道知识运行。HBwS 允许在波束成形器中使用只需适应统计量的更简单硬件，同时通过切换使有效的模拟波束能够适应瞬时信道变化。与一些传统的混合方案相比，这提供了更好的用户可分离性、波束成形增益和/或更简单的硬件。在本研究中，我们推导了一种新颖的模拟波束成形器设计，并探索了降低多用户 HBwS 系统硬件和计算成本的方法。此外，我们研究了 $\bar{L}$、开关组架构、用户数量和信道估计开销如何影响系统性能。