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低精度ADC下无小区大规模MIMO系统的频谱效率研究
被引量：
1
1
作者
肖海林
何怡玲
+2 位作者
谢湘伟
胡智群
张中山
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第8期1520-1530,共11页
无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mMIMO)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具...
无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mMIMO)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具潜力的使能技术之一。然而,大量AP处配备高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)导致的高功耗与硬件成本,限制了CF-mMIMO系统的实际部署。为了有效地降低硬件成本,本文研究了低精度ADCs下CF-mMIMO系统的上行链路频谱效率(spectral efficiency,SE)。在不完美的信道估计下,利用加性量化噪声(additive quantization noise model,AQNM)模型和最大比合并(maximal ratio combining,MRC)接收机滤波器,推导了CF-mMIMO系统中用户上行可达速率的闭式表达式,并基于该表达式分析了AP数量、用户传输功率以及ADCs精度等系统参数对SE的影响。为了最大化CF-mMIMO系统的SE,提出了一种低精度ADCs下贪婪导频分配算法抑制导频污染。将导频分配建模为最大-最小导频优化问题,通过迭代更新速率最小用户的导频序列,使其所受导频污染的影响最小,从而最大化该用户的可达速率。最后,将配备低精度ADC的CFmMIMO系统与传统完美精度ADC系统进行性能比较。数值仿真结果表明,系统配备5位低精度ADCs时的SE逼近完美精度ADCs,增加AP端天线数可以弥补低精度ADCs导致的性能退化。此外,所提算法不仅有效抑制了导频污染,还缩小了用户之间的速率差距,提升了系统的95%用户SE。
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关键词
无小区大规模MIMO系统
低精度模数转换器
加性量化噪声模型
导频分配
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职称材料
低精度ADC下大规模多输入多输出系统基于三对角迭代法的软输出信号检测
被引量：
1
2
作者
唐容
袁连海
景小荣
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022年第5期1056-1064,共9页
受硬件成本制约,大规模多输入多输出(massive Multiple Input Multiple Output,mMIMO)基站通常配置低精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)。低精度ADC下,如果多用户mMIMO系统采用最小均方误差(Minimum Mean Square Error,M...
受硬件成本制约,大规模多输入多输出(massive Multiple Input Multiple Output,mMIMO)基站通常配置低精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)。低精度ADC下,如果多用户mMIMO系统采用最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)检测,将导致过高复杂度。为此,本文基于三对角迭代法(Tridiagonal Iterative Method,TDIM),结合分块矩阵求逆的初始值确定,提出一种低复杂度的MMSE软输出信号检测算法。数值仿真表明:基于TDIM的软输出信号检测算法经4次迭代即可达到收敛,同时,数值结果验证了ADC量化比特为4时,该算法可取得接近全精度ADC的性能,为低精度ADC下mMIMO系统的上行链路信号检测实现提供了切实可行的方案。
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关键词
大规模多输入多输出系统
低精度模数转换器
三对角迭代法
软输出信号检测
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职称材料
莱斯信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统的性能分析
被引量：
7
3
作者
闫秋娜
金思年
+1 位作者
岳殿武
鞠默然
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022年第9期1903-1911,共9页
去蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)系统被认为是未来6G通信的关键技术之一。然而,随着接入点(APs)和用户数量的激增,硬件成本问题成为了限制系统发展的重要因素。为了有效地降低硬件成本,可以考虑在AP和用户端配置低精度的模数转换器(ADCs...
去蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)系统被认为是未来6G通信的关键技术之一。然而,随着接入点(APs)和用户数量的激增,硬件成本问题成为了限制系统发展的重要因素。为了有效地降低硬件成本,可以考虑在AP和用户端配置低精度的模数转换器(ADCs)。基于上述原因,本文针对莱斯衰落信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统展开研究。通过利用加性量化噪声模型,推导了该系统使用共轭转置预编码时的可达速率闭合表达式,并且该闭合表达式有助于研究AP的数量、ADC的精度以及莱斯K-因子对于可达速率的影响。此外,在保证每个用户的服务质量和每个AP的功率约束前提下,提出了一种能够最大化总速率的功率控制算法。最后,仿真结果表明了,相较不使用功率控制算法的情况,所提的算法能够带来更大的性能增益。
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关键词
去蜂窝大规模MIMO
莱斯衰落信道
低
精度
的
模数转换器
功率控制算法
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职称材料
题名
低精度ADC下无小区大规模MIMO系统的频谱效率研究
被引量：
1
1
作者
肖海林
何怡玲
谢湘伟
胡智群
张中山
机构
湖北大学计算机与信息工程学院
北京邮电大学信息与通信工程学院
北京理工大学信息与电子学院
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024年第8期1520-1530,共11页
基金
国家自然科学基金(61872406)
广西自然科学基金资助项目(2018GXNSFBA281057)
湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目(T2021001)。
文摘
无小区大规模多输入多输出(cell-free massive multiple-input multiple-output,CF-mMIMO)系统的覆盖区域内随机部署了大量分布式接入点(access points,APs)在同一时间频率资源中服务所有的用户,可显著提升系统通信容量,是6G网络中最具潜力的使能技术之一。然而,大量AP处配备高精度模数转换器(analog-to-digital converters,ADCs)导致的高功耗与硬件成本,限制了CF-mMIMO系统的实际部署。为了有效地降低硬件成本,本文研究了低精度ADCs下CF-mMIMO系统的上行链路频谱效率(spectral efficiency,SE)。在不完美的信道估计下,利用加性量化噪声(additive quantization noise model,AQNM)模型和最大比合并(maximal ratio combining,MRC)接收机滤波器,推导了CF-mMIMO系统中用户上行可达速率的闭式表达式,并基于该表达式分析了AP数量、用户传输功率以及ADCs精度等系统参数对SE的影响。为了最大化CF-mMIMO系统的SE,提出了一种低精度ADCs下贪婪导频分配算法抑制导频污染。将导频分配建模为最大-最小导频优化问题,通过迭代更新速率最小用户的导频序列,使其所受导频污染的影响最小,从而最大化该用户的可达速率。最后,将配备低精度ADC的CFmMIMO系统与传统完美精度ADC系统进行性能比较。数值仿真结果表明,系统配备5位低精度ADCs时的SE逼近完美精度ADCs,增加AP端天线数可以弥补低精度ADCs导致的性能退化。此外,所提算法不仅有效抑制了导频污染,还缩小了用户之间的速率差距,提升了系统的95%用户SE。
关键词
无小区大规模MIMO系统
低精度模数转换器
加性量化噪声模型
导频分配
Keywords
cell-free massive MIMO system
low-resolution analog-to-digital converters(ADCs)
additive quantization noise model(AQNM)
pilot assignment
分类号
TN911.23 [电子电信—通信与信息系统]
在线阅读
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职称材料
题名
低精度ADC下大规模多输入多输出系统基于三对角迭代法的软输出信号检测
被引量：
1
2
作者
唐容
袁连海
景小荣
机构
重庆邮电大学通信与信息工程学院
成都理工大学工程技术学院电子信息与计算机工程系
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022年第5期1056-1064,共9页
基金
国家自然科学基金(61701062)
重庆市基础与前沿研究计划项目(cstc2019jcyj-msxmX0079)。
文摘
受硬件成本制约,大规模多输入多输出(massive Multiple Input Multiple Output,mMIMO)基站通常配置低精度模数转换器(Analog-to-Digital Converter,ADC)。低精度ADC下,如果多用户mMIMO系统采用最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)检测,将导致过高复杂度。为此,本文基于三对角迭代法(Tridiagonal Iterative Method,TDIM),结合分块矩阵求逆的初始值确定,提出一种低复杂度的MMSE软输出信号检测算法。数值仿真表明:基于TDIM的软输出信号检测算法经4次迭代即可达到收敛,同时,数值结果验证了ADC量化比特为4时,该算法可取得接近全精度ADC的性能,为低精度ADC下mMIMO系统的上行链路信号检测实现提供了切实可行的方案。
关键词
大规模多输入多输出系统
低精度模数转换器
三对角迭代法
软输出信号检测
Keywords
massive multiple input multiple output systems
low-resolution analog-to-digital converter
tridiagonal iterative method
soft output signal detection
分类号
TN929.5 [电子电信—通信与信息系统]
在线阅读
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职称材料
题名
莱斯信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统的性能分析
被引量：
7
3
作者
闫秋娜
金思年
岳殿武
鞠默然
机构
大连海事大学信息科学技术学院
东南大学毫米波国家重点实验室
出处
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022年第9期1903-1911,共9页
基金
国家自然科学基金(61971081)
辽宁省博士启动项目(2022-BS-092)
东南大学毫米波国家重点实验室开放课题基金(K202208)。
文摘
去蜂窝大规模多输入多输出(MIMO)系统被认为是未来6G通信的关键技术之一。然而,随着接入点(APs)和用户数量的激增,硬件成本问题成为了限制系统发展的重要因素。为了有效地降低硬件成本,可以考虑在AP和用户端配置低精度的模数转换器(ADCs)。基于上述原因,本文针对莱斯衰落信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统展开研究。通过利用加性量化噪声模型,推导了该系统使用共轭转置预编码时的可达速率闭合表达式,并且该闭合表达式有助于研究AP的数量、ADC的精度以及莱斯K-因子对于可达速率的影响。此外,在保证每个用户的服务质量和每个AP的功率约束前提下,提出了一种能够最大化总速率的功率控制算法。最后,仿真结果表明了,相较不使用功率控制算法的情况,所提的算法能够带来更大的性能增益。
关键词
去蜂窝大规模MIMO
莱斯衰落信道
低
精度
的
模数转换器
功率控制算法
Keywords
cell-free massive multiple-input multiple-output(MIMO)
Rician fading channel
low-resolution analog-to-digital converters(ADCs)
power control algorithm
分类号
TN911.23 [电子电信—通信与信息系统]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
低精度ADC下无小区大规模MIMO系统的频谱效率研究
肖海林
何怡玲
谢湘伟
胡智群
张中山
《信号处理》
CSCD
北大核心
2024
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
低精度ADC下大规模多输入多输出系统基于三对角迭代法的软输出信号检测
唐容
袁连海
景小荣
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022
1
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
莱斯信道下低精度ADC去蜂窝大规模MIMO系统的性能分析
闫秋娜
金思年
岳殿武
鞠默然
《信号处理》
CSCD
北大核心
2022
7
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职称材料
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