单用户毫米波大规模MIMO：基于SVD的ADC比特分配与合并器设计

本文针对单用户毫米波大规模多输入多输出接收机，提出一种基于奇异值分解的可变分辨率模数转换器（ADC）比特分配设计。我们推导了功率约束下比特分配的最优条件。该条件在均方误差（MSE）意义上保证了最优接收机性能。我们推导了 MSE 表达式并表明其逼近克拉美罗下界（CRLB）。可见 CRLB 是模拟合并器、数字合并器与比特分配矩阵的函数。我们尝试在关于合并器结构作适当假设的前提下，针对比特分配矩阵最小化 CRLB。如此，比特分配设计化简为一组由沿各射频路径的 ADC 比特、信道奇异值与量化噪声协方差构成的简单不等式。这带来了一种简单且计算高效的比特分配算法。通过仿真，我们表明所提比特分配方案的 MSE 性能非常接近全搜索（FS）比特分配。我们还表明，相较 FS 与基于遗传算法的比特分配（$\cite{Zakir1}$），所提方法的计算复杂度有一数量级的改善。