面向混合模拟与数字大规模 MIMO 接收阵列的低复杂度高分辨率波达方向估计
信息论
2017-12-07 v1 math.IT
摘要
大规模全数字接收天线阵列能够提供非常高分辨率的波达方向(DOA)估计,但会导致极高的射频链路电路成本。因此,混合模拟与数字(HAD)结构更受青睐。本文提出两种相位对齐(PA)方法,即 HAD PA (HADPA) 与混合数字模拟 PA (HDAPA),基于参数化方法估计 DOA。与模拟相位对齐(APA)相比,它们能显著降低 PA 阶段的复杂度。随后,专门为该混合结构提出一种快速求根多重信号分类 HDAPA (Root-MUSIC-HDAPA) 方法,以实现近似解析解。由于 HAD 结构,存在测向模糊效应。采用最大化平均接收功率的巧妙策略,通过对一组有限候选方向进行线性搜索,剔除伪解并保留真正的最优解。这带来了计算复杂度的显著下降。最终,推导了采用 HAD 结构进行辐射源方向估计的克拉美罗下界(CRLB)。仿真结果表明,本文提出的 Root-MUSIC-HDAPA 与 HDAPA 方法能够达到混合 CRLB,且其复杂度显著低于纯线性搜索类方法(如 APA)。
引用
@article{arxiv.1712.02085,
title = {Low-Complexity and High-Resolution DOA Estimation for Hybrid Analog and Digital Massive MIMO Receive Array},
author = {Feng Shu and Yaolu Qin and Tingting Liu and Linqing Gui and Yijin Zhang and Jun Li and Zhu Han},
journal= {arXiv preprint arXiv:1712.02085},
year = {2017}
}