低位寬量化對大規(guī)模多天線系統(tǒng)可達(dá)速率的影響研究.pdf

1、近些年移動互聯(lián)網(wǎng)用戶數(shù)和移動終端數(shù)量正快速增長，移動互聯(lián)網(wǎng)用戶對高清視頻等高質(zhì)量的服務(wù)的需求逐漸提高，這給現(xiàn)有的無線通信系統(tǒng)和技術(shù)帶來了巨大的壓力。為了緩解壓力，下一代無線通信系統(tǒng)中使用的頻率帶寬和天線數(shù)量都會大幅增長，Massive MIMO、毫米波等技術(shù)大幅提高了能量的效率和頻譜的效率，但這給通信系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)引入了一些新的挑戰(zhàn)。這些挑戰(zhàn)中，有關(guān)于ADC的功率消耗就是一個(gè)急需解決的重要問題。低位寬的，特別是1-bit位寬的ADC徹底

2、改變了通信的理論和應(yīng)用。
　　在本論文中，我們采用廣義互信息來衡量信道輸出端經(jīng)過低位寬量化的Massive MIMO系統(tǒng)的性能。廣義互信息的物理意義是系統(tǒng)在給定了輸入的碼元分布和解碼方式下的速率:如果發(fā)送信號速率低于這個(gè)速率，全體碼本統(tǒng)計(jì)意義上的平均解碼錯(cuò)誤概率隨著碼長趨于無窮變?yōu)?;相反地，如果發(fā)送信號速率高于這個(gè)速率，解碼錯(cuò)誤概率隨著碼長趨于無窮變?yōu)?。
　　基于高斯碼本和最近鄰解碼，我們得出了一個(gè)有關(guān)于通信系統(tǒng)收發(fā)端的

3、失真的等效關(guān)系，這個(gè)等效關(guān)系驗(yàn)證了基于GMI的有效信噪比和基于Bussgang理論推導(dǎo)出的啟發(fā)式的信噪比形式上相等。
　　物理上，量化過程使用ADC來實(shí)現(xiàn)，但是ADC的非線性特性給分析帶來了困難。加性量化噪聲模型(AQNM)是一個(gè)廣泛使用的近似描述量化過程的強(qiáng)分析性模型。所以我們采用加性量化噪聲模型來近似分析系統(tǒng)速率，并與實(shí)際量化系統(tǒng)的可達(dá)速率進(jìn)行對比。仿真結(jié)果顯示，基于加性量化噪聲模型的近似速率和量化系統(tǒng)的可達(dá)速率在單用戶場景中