面向毫米波V2X双选择性多用户MIMO系统的混合预编码

毫米波（mmWave）是为车联网（V2X）通信提供高数据速率的实用方案。这使得未来的自动驾驶车辆能够与基站（BSs）交换诸如速度和位置等大数据，以提升高级驾驶辅助系统（ADAS）的感知能力。在此背景下，我们考虑一个单小区多用户双选择性系统，其中基站同时服务多个车辆。为满足该需求，基站采用混合架构以实现多空间流支持，而车辆仅具有模拟结构。在这项工作中，我们开发了一种低复杂度混合预编码算法，其中基站处混合预编码器和车辆处模拟组合器的设计仅需较小的训练与反馈开销。我们提出了一种两阶段混合预编码算法：第一阶段如单用户场景那样设计模拟波束成形器，第二阶段设计基站处的多用户数字预编码器。在第二阶段，我们推导了最大比传输（MRT）、迫零（ZF）和最小均方误差（MMSE）等闭式数字预编码器作为第一变体，并提出迭代数字预编码器作为第二变体。两种变体的数字预编码器设计都需要车辆发送给基站的有限反馈。我们分别采用随机矢量量化（RVQ）和波束导向码本对变体I和II的反馈进行量化，因为完美反馈需要过长的开销和大量训练。我们评估了数字与模拟码本量化相对于发射端完美信道状态信息（CSIT）所带来的速率损失。