存在相位噪声时的线性大规模 MIMO 预编码器——大规模分析

我们研究了相位噪声对多用户多输入多输出系统下行链路性能的影响，其中基站 (BS) 采用了大量发射天线 $M$。我们考虑一种配置，其中基站采用 $M_{\mathrm{osc}}$ 个自由运行振荡器，且每个振荡器连接 $M/M_{\mathrm{osc}}$ 根天线。对于此配置，当 $M$ 和用户数 $K$ 渐近大而比值 $M/K=\beta$ 固定时，我们分析了相位噪声对正则化迫零 (RZF) 性能的影响。我们从分析上表明，与无相位噪声的系统相比，相位噪声对信干噪比 (SINR) 的影响可以量化为基站可用信道状态信息质量的有效降低。因此，我们观察到随着 $M_{\mathrm{osc}}$ 的增加，所有考虑的预编码器的 SINR 性能都会下降。另一方面，由基站振荡器引起的随机相位变化的方差随着 $M_{\mathrm{osc}}$ 的增加而减小。通过 Monte-Carlo 模拟，我们验证了分析结果，并比较了不同相位噪声和信道噪声方差下预编码器的性能。对于所有考虑的预编码器，我们表明当 $\beta$ 较小时，所有基站天线连接到单个振荡器的配置性能优于每根基站天线拥有独立振荡器的配置。然而，当 $\beta$ 较大且用户处的信噪比较低时，情况则相反。