面向近场多用户系统的低复杂度迭代预编码设计：考虑空间非平稳性
信号处理
2025-01-22 v1
摘要
极大天线阵列（ELAA）被视为支持第六代（6G）网络的有前景技术。然而，天线数量的增加显著增加了预编码设计中的计算复杂度，即使是线性正交零强制（RZF）预编码也是如此。为此，研究了一系列低复杂度迭代预编码方法。这些方法的主要思想是避免RZF预编码的矩阵求逆。具体而言，RZF预编码等价于一组线性方程，可通过快速迭代算法求解，如随机Kaczmarz（RK）算法。然而，RK基于的预编码算法的性能受到多个用户能量分布的限制，这限制了其在ELAA辅助系统中的应用。为加速RK基于的预编码，我们引入基于贪婂准则选择策略的贪婂随机Kaczmarz（GRK）预编码。进一步降低GRK基于预编码的复杂度，我们提出了基于可见区域（VR）的正交GRK（VR-OGRK）预编码，利用近场空间非平稳性，VR由此概念化。下一步，利用每个迭代中多个超平面的信息，将GRK基于预编码扩展为聚合超平面Kaczmarz（AHK）预编码算法，以进一步提高收敛速度。基于AHK算法，我们提出了基于VR的正交AHK（VR-OAHK）预编码，以进一步降低计算复杂度。此外，所提出的迭代预编码算法被证明以指数级收敛速度收敛至RZF。仿真结果表明，所提出的算法比基准算法实现更快的收敛和更低的计算复杂度，同时与RZF预编码的性能几乎相似。
关键词
引用
@article{arxiv.2501.10689,
title = {Low-Complexity Iterative Precoding Design for Near-field Multiuser Systems With Spatial Non-Stationarity},
author = {Mengyu Liu and Cunhua Pan and Kangda Zhi and Hong Ren and Cheng-Xiang Wang and Jiangzhou Wang and Yonina C. Eldar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2501.10689},
year = {2025}
}