近场波束赋形的 TTD 配置:并行、串行还是混合?
信息论
2024-04-09 v2 信号处理
math.IT
摘要
真时延器(TTD)是用于混合波束赋形架构以克服宽带近场通信中空间宽带效应的常用组件。本文研究混合波束赋形架构的串行与串并行混合 TTD 配置。相比传统并行配置,串行配置表现出由多个 TTD 引起的累积时延,这潜在地缓解了单个 TTD 的最大时延需求。然而,在串行配置中独立控制单个 TTD 变得不可能。因此,提出一种混合 TTD 配置作为折中方案。此外,提出一种功率均衡方法来解决串行与混合 TTD 配置的累积插入损耗问题。研究不同配置下的宽带近场波束赋形设计,以在单用户与多用户系统中最大化频谱效率。1) 对于单用户系统,推导了波束赋形设计的闭式解,刻画了偏好用户位置及各 TTD 配置所需最大时延。2) 对于多用户系统,开发了基于罚函数的迭代算法,以获得所考虑 TTD 配置的频谱效率最大化问题的驻点。此外,提出一种混合前向-后向(HFB)实现来增强串行配置的性能。数值结果证实了所提设计的有效性,并揭示:i) 相比传统并行配置,串行与混合配置均能显著减小单个 TTD 所需最大时延;ii) 混合配置在单用户系统中表现优异,而 HFB 串行配置在多用户系统中更受青睐。
引用
@article{arxiv.2309.06861,
title = {TTD Configurations for Near-Field Beamforming: Parallel, Serial, or Hybrid?},
author = {Zhaolin Wang and Xidong Mu and Yuanwei Liu and Robert Schober},
journal= {arXiv preprint arXiv:2309.06861},
year = {2024}
}
备注
16 pages, 10 figures