MIMO-AFDM 在硬件失真面前优于 MIMO-OFDM
信号处理
2026-05-29 v2 信息论
math.IT
摘要
调查了多输入多输出仿射频分复用 (MIMO-AFDM) 系统受到乘子和加法硬件失真 (HWIs) 的影响。对于小规模 MIMO-AFDM 系统，推导了与最大似然 (ML) 检测器相关的紧密比特错误率 (BER) 上界。相比之下，对于大规模系统，提出了与线性最小均方误差 (LMMSE) 检测器相关的闭式 BER 近似表达式，包括现实中的不完全信道估计情形。我们的首要观察是，硬件受损 AFDM 系统的完全多径率保持不受影响，这是其独特优势。进一步地，我们的分析表明：1) 推导的 BER 结果在中到高信噪比 (SNR) 下准确预测了模拟 ML 性能，而 LMMSE 检测器的理论 BER 曲线与蒙特卡罗方法的 BER 结果高度吻合。2) MIMO-AFDM 对乘子失真更具韧性，如相位噪声和载波频率偏移，这归因于其固有的啁啸信号特性。3) 在相同的加法 HWI 条件下以及不同速度值下，MIMO-AFDM 持续实现优于传统 MIMO-OFDM 系统的优越 BER 性能。这归因于 MIMO-AFDM 也能抵抗由加法 HWI 非线性失真施加的额外频间干扰 (ICI)。总而言之，与 OFDM 相比，AFDM 在 ICI 抗性方面更强，即使在 HWI 条件下也能实现最大的完全多径率获得收益，这归功于其固有的啁啸信号结构以及离散仿射傅里叶变换的有益扩散效应。
引用
@article{arxiv.2601.00502,
title = {MIMO-AFDM Outperforms MIMO-OFDM in the Face of Hardware Impairments},
author = {Zeping Sui and Zilong Liu and Leila Musavian and Yong Liang Guan and Lie-Liang Yang and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2601.00502},
year = {2026}
}
备注
16 pages, 15 figures, accepted by IEEE TCOM