大规模MIMO系统可形成高指向性的窄波束,不仅可以通过空间复用提高通信系统的频谱效率,也可以提高雷达探测的空间分辨率和探测概率,是未来无线射频系统中的关键技术之一。混合预编码结构利用高维移相器网络逼近传统全数字基带预编码的性能,同时极大的降低系统的硬件开销和能量消耗。在实际应用中,低分辨率移相器将引入较大的逼近误差,然而提高分辨率又会增加硬件成本和计算复杂度。因此,大规模MIMO系统的性能和硬件成本、运算复杂度之间的权衡和优化是亟需解决的重要问题。
近日,407教研室王伟教授指导其在读博士在信号处理领域高水平期刊IEEE Transactions on Vehicular Technology (JCRQ1 区,IF=5.339)发表新文章(Volume 68, Number 10, October 2019, Pages 9774-9784),提出了基于2-bit移相器网络的多用户低复杂度混合预编码算法,达到了优于现有算法的系统性能。此外,该文章中也提出了矩阵近似分解方法和用户调度策略,进一步降低复杂度和提升系统性能。
系统性能对比图
与一般的单比特移相器设计不同,该文章弥补了低分辨率算法造成的巨大性能损失,同时保持了较低的算法复杂度,有效的权衡优化系统性能与硬件限制之间的关系。
系统性能提升与计算复杂度对比
最后,分析不同分辨率移相器在工作时的能量消耗,仿真验证了所提出的算法具有良好的系统能量效率。
文章链接:https://ieeexplore.ieee.org/document/8788562