载波间干扰下采用混合波束成形的 6G 多用户大规模 MIMO-OFDM 太赫兹无线系统性能分析
信息论
2024-01-24 v1 信号处理
math.IT
摘要
6G 网络预计将提供比其前代更多样化的能力，并可能支持超越当前移动应用的应用，如虚拟和增强现实 (VR/AR)、人工智能和物联网 (IoT)。与典型的多输入多输出 (MIMO) 系统相比，太赫兹 MIMO 预编码无法完全在基带使用数字预编码器进行，因为受成本和功耗限制，可支持的信号混频器和模数转换器数量有限。在本论文中，我们分析了采用混合波束成形的多用户大规模 MIMO-OFDM 太赫兹无线系统的性能。载波频率偏移 (CFO) 是 OFDM 最众所周知的干扰之一。为贴近实际，我们考虑了导致载波间干扰的 CFO。结合分子吸收、高稀疏性和多径衰落的影响，我们分析了三维宽带太赫兹信道和多载波系统中的载波频率偏移。基于此模型，我们首先提出了一种两阶段宽带混合波束成形技术，包括用于模拟波束成形的黎曼流形优化和随后用于数字波束成形的迫零 (ZF) 方法。我们调整了目标函数以降低复杂度，并且不是最大化比特率，而是通过最小化干扰来确定参数。数值结果证明了在实际实现太赫兹系统时考虑 ICI 的重要性。我们展示了问题公式化的改变如何在不影响结果的情况下最小化延迟。我们还通过改变射频链和天线的数量来评估频谱效率。频谱效率随着射频链和天线数量的增加而提高，但当用户数量增加时，天线的频谱效率会下降。
引用
@article{arxiv.2401.12351,
title = {Performance Analysis of 6G Multiuser Massive MIMO-OFDM THz Wireless Systems with Hybrid Beamforming under Intercarrier Interference},
author = {Md Saheed Ullah and Zulqarnain Bin Ashraf and Sudipta Chandra Sarker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.12351},
year = {2024}
}