电气工程与系统科学 > 信号处理
[提交于 2022年11月30日
]
标题: 具有低分辨率ADC的功率高效混合MIMO接收器的任务相关鲁棒波束成形
标题: Robust Task-Specific Beamforming with Low-Resolution ADCs for Power-Efficient Hybrid MIMO Receivers
摘要: 多输入多输出(MIMO)系统利用空间分集,通过波束成形实现具有高频谱效率的多用户通信。由于MIMO系统使用多个天线和射频(RF)链路,通常实施成本高昂且耗电量大。一种常见的降低MIMO接收器成本的方法是通过采用混合模拟/数字波束成形(HBF),使用少于天线数量的RF链路。然而,增加的模拟电路涉及消耗功率的有源组件,其消耗的功率可能超过在减少RF链路时节省的功率。另一种实现节能MIMO系统的额外方法是使用低分辨率模数转换器(ADC),这通常会损害信号恢复精度。 在这项工作中,我们提出了一种节能的混合MIMO接收器,该接收器使用低量化率ADC,并通过以硬件为导向的方式联合优化模拟和数字处理,使用任务特定的量化技术。为了减轻模拟前端的功耗,我们利用高效的模拟硬件架构,包括稀疏低分辨率矢量调制器,并考虑其特性以保持恢复精度并在拥挤环境中减轻干扰。为了解决由非理想硬件引起的常见失配以及不准确的信道状态信息,我们提出了鲁棒的失配感知设计。通过数值仿真和功耗分析,我们的节能MIMO接收器在信号恢复性能上与使用高分辨率ADC的耗电全数字MIMO接收器相当。此外,在较低功耗下,我们的接收器在恢复精度方面优于任务无关的HBF接收器,并成功应对了硬件失配问题。
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