毫米波大规模MIMO系统的块稀疏混合预编码和有限反馈

使用大规模多输入多输出(MIMO)技术的毫米波(mmWave)通信已被视为5G无线系统的关键启用技术,因为它可以提供每秒千兆比特的数据速率。 由于毫米波系统中混合信号设备的高成本和功耗,混合模拟和数字预编码收发器体系结构近来受到了广泛关注。 在本文中,我们充分利用mmWave信道的空间结构来找到性能接近最佳的混合预编码器,并减少了反馈位数。 由于具有低角度扩展的散射簇数量有限,MmWave MIMO信道具有块稀疏性结构。 因此,我们将混合预编码器设计公式化为块稀疏重构问题,并基于贪婪序列聚类,提出了一种用于查找预编码器的较低复杂度算法。 为了确保该算法的性能,提出了一种估计块数和射频(RF)链的方法。 在这种框架下,对于模拟预编码器,需要量化的相位数量仅为所有模块之一的两倍减去该数量,即使RF链数量增加,该数量也保持不变。 仿真结果表明,该算法可通过利用块稀疏性信息达到接近最优的性能,并节省反馈开销。