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波束空间大规模多用户 MIMO 通信中离散傅里叶变换的最优性

信号处理 2021-07-16 v1 信息论 math.IT

摘要

波束空间处理是一种新兴技术,用于降低在毫米波(mmWave)和太赫兹频段工作的大规模多用户(MU)多输入多输出(MIMO)通信系统的基带复杂度。此类高频段波传播的高方向性确保了用户设备与基站(BS)之间仅存在少量传输路径。为解决波传播的稀疏特性,波束空间处理传统上在 BS 处的均匀线性天线阵列上计算空间离散傅里叶变换(DFT),其中每个 DFT 输出关联一个特定波束。本文研究了在理想化 mmWave 信道模型与现实信道下,基于稀疏性的波束空间处理中 DFT 的最优性条件。为此,我们提出两种利用基于 4\ell^4 范数的稀疏性度量来学习酉波束空间变换的算法,并从理论与仿真两方面考察其最优性。

关键词

引用

@article{arxiv.2107.06953,
  title  = {Optimality of the Discrete Fourier Transform for Beamspace Massive MU-MIMO Communication},
  author = {Sueda Taner and Christoph Studer},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2107.06953},
  year   = {2021}
}

备注

to appear at ISIT 2021, minor bug fix in Algorithm 2