多径存在下的多用户波束对齐
信息论
2022-02-15 v1 信号处理
math.IT
摘要
为克服毫米波 (mmWave) 通信中的高路径损耗和强阴影效应，需要具有高分集增益的窄波束的有效波束赋形方案。毫米波信道由少数空间簇组成，每个簇关联一个离开角 (AoD)。窄波束必须与信道 AoD 对齐以增加波束赋形增益。这通过称为波束对齐 (BA) 的过程实现。文献中多数 BA 方案考虑具有单一主导路径的信道，而实际信道具有若干具有不同 AoD 的可分辨路径，因此此类 BA 方案在多径存在下可能无法正确工作，或至少未利用此类多径实现分集或增强鲁棒性。本文提出一种多径存在下的高效 BA 方案。所提 BA 方案使用一组扫描波束发送探测包，并在探测阶段结束时从每个用户接收所有扫描波束的反馈。我们将 BA 方案表述为在不同策略下最小化平均传输波束宽度的期望值。策略定义为从接收反馈集合到传输波束 (TB) 集合的映射。为最大化可能反馈序列的数量，我们证明扫描波束 (SB) 集合具有一种特殊形式，即郁金香设计 (Tulip Design)。进而，我们用一组线性约束和缩减的变量数重写该最小化问题，并通过高效贪心算法求解。
引用
@article{arxiv.2202.06452,
title = {Multi-user Beam Alignment in Presence of Multi-path},
author = {Nariman Torkzaban and Mohammad A. and Khojastepour and John S. Baras},
journal= {arXiv preprint arXiv:2202.06452},
year = {2022}
}
备注
Accepted IEEE CISS 2022