低分辨率ADC混合波束成形系统中的两级模拟合并
信息论
2019-05-01 v2 math.IT
摘要
本文研究用于毫米波(mmWave)通信的具有低分辨率模数转换器(ADCs)的多输入多输出(MIMO)系统的混合模拟/数字波束成形。在接收端，我们提出将模拟合并子系统拆分为信道增益聚合级与扩展级，两级均使用移相器。我们的目标是通过有效管理量化误差来设计两级模拟合并器以优化发射信号与量化信号之间的互信息(MI)。为此，我们提出无模拟合并器恒模约束的无约束MI最大化问题，并推导出一种两级模拟合并方案。该方案在射频链数目上达到最优缩放律，并对具有齐次奇异值的MIMO信道最大化MI。我们进一步开发了一种两级模拟合并算法，以在恒模约束下为毫米波信道实现所推导的方案。通过从推导方案中解耦信道增益聚合与扩展功能，所提算法利用阵列响应矢量与离散傅里叶变换矩阵在每矩阵元恒模约束下实现这两功能。因此，所提算法为无约束问题提供了近最优解，而传统混合方法仅对约束问题提供近最优解。我们推导了该算法的遍历速率闭式近似，表明采用两级模拟合并的实用数字合并器亦达到最优缩放律。仿真结果验证了算法性能与所推导的遍历速率。
引用
@article{arxiv.1808.01013,
title = {Two-Stage Analog Combining in Hybrid Beamforming Systems with Low-Resolution ADCs},
author = {Jinseok Choi and Gilwon Lee and Brian L. Evans},
journal= {arXiv preprint arXiv:1808.01013},
year = {2019}
}
备注
13 pages, 7 figures, submitted to IEEE Transactions on Signal Processing