基于透镜天线阵列的毫米波大规模MIMO中的功率泄漏问题研究
信息论
2020-08-25 v1 math.IT
摘要
新兴的采用透镜天线阵列的毫米波(mmWave)大规模多输入多输出(MIMO),也被称为“波束空间MIMO”,能够有效减少所需的高功耗射频(RF)链数量。因此,它被视为面向即将到来的5G及未来通信的一项有前景的技术。然而,当前大多数关于波束空间MIMO的研究未考虑波束空间信道中重要的功率泄漏问题,这可能导致信噪比(SNR)和系统总和速率显著下降。为此,本文提出一种波束对齐预编码方法来处理该功率泄漏问题。首先,提出一种相移器网络(PSN)结构,使波束空间MIMO中的每个RF链能够选择多个波束以收集泄漏功率。然后,基于所提PSN结构设计了一种基于旋转的预编码算法,将所选波束的信道增益对齐至同一方向,以最大化各用户的接收SNR。此外,我们通过分析所提波束对齐预编码方法的总和速率与能量效率(EE),揭示了若干系统设计见解。仿真表明,与无功率泄漏的理想情况相比,所提方法实现了近最优的总和速率性能,并且比采用线性或平面阵列的现有方案获得了更高的EE。
引用
@article{arxiv.2008.10232,
title = {On the Power Leakage Problem in Millimeter-Wave Massive MIMO with Lens Antenna Arrays},
author = {Tian Xie and Linglong Dai and Derrick Wing Kwan Ng and Chan-Byoung Chae},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.10232},
year = {2020}
}
备注
accepted by TSP