面向蜂窝网络的混合射频与数字波束成形器：算法、微波架构与测量
信息论
2016-08-24 v1 math.IT
摘要
现代无线通信网络，特别是蜂窝网络利用多天线来改善容量与信号覆盖。在这些系统中，通常每个天线连接一个活跃收发器。然而，收发器与天线之间这种一一对应的映射将极大地增加大型相控天线阵列系统的成本与复杂度。本文中，我们首先提出了一种\emph{部分自适应}波束成形架构，其中数量减少的收发器带有一个数字波束成形器（DBF），并通过一个 RF 波束成形网络（RFBN）连接到数量增多的天线。接着，基于所提架构，我们给出了一种分别推导宏小区与微小区基站所需最少收发器数量的方法。随后，为了在给定蜂窝标准要求与 RF 操作约束下实现最优波束方向图，我们提出了高效算法来联合设计 DBF 与 RFBN。从所提算法出发，我们为最优宏小区与微小区网络指定了通用微波 RFBN。为验证所提方法，我们通过仿真与微波暗室测量比较了 RFBN 的性能。实验测量结果确认了所提混合 DBF-RFBN 概念的鲁棒性与性能，最终以极小的增量成本确保了理论多天线容量与覆盖的实现。
引用
@article{arxiv.1510.02822,
title = {Hybrid RF and Digital Beamformer for Cellular Networks: Algorithms, Microwave Architectures and Measurements},
author = {Vijay Venkateswaran and Florian Pivit and Lei Guan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1510.02822},
year = {2016}
}
备注
Keywords - 5G, massive MIMO, beamforming, millimeter wave, microwave, Hybrid RF and digital beamforming, cellular networks, Butler matrix