Dos pasos de ecualización multiusuario para sistemas híbridos mmWave Massive MIMO GFDM
Autores: Kassam, Joumana; Miri, Manar; Magueta, Roberto; Castanheira, Daniel; Pedrosa, Pedro; Silva, Adão; Dinis, Rui; Gameiro, Atílio
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
2020
Dos pasos de ecualización multiusuario para sistemas híbridos mmWave Massive MIMO GFDM
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Ondas milimétricas
Entrada múltiple masiva
salida múltiple
Arquitectura híbrida analógico-digital
Banda ancha
GFDM
Eficiencia espectral
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 22
Citaciones: Sin citaciones
Aunque las ondas milimétricas (mmWave) y la entrada múltiple masiva (mMIMO) se pueden considerar como tecnologías prometedoras para las comunicaciones móviles futuras (más allá del 5G o 6G), algunas limitaciones de hardware limitan su aplicabilidad. La arquitectura híbrida analógica-digital se ha presentado como una posible solución para evitar dichos problemas. En este documento, proponemos un ecualizador multiusuario (MU) híbrido de dos pasos combinado con un pre-codificador híbrido de baja complejidad para sistemas de mmWave mMIMO de banda ancha, así como un enfoque semi-analítico para evaluar su rendimiento. Se considera el nuevo esquema de modulación multiportadora no ortogonal digital generalizado (GFDM) debido a su eficiente rendimiento en términos de lograr una mayor eficiencia espectral, un mejor control de las emisiones fuera de banda (OOB) y una menor relación de potencia pico a promedio (PAPR) en comparación con la técnica de acceso de modulación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Primero, se aplica un pre-codificador analógico de baja complejidad en el lado del transmisor. Luego, en la estación base (BS), los coeficientes analógicos del ecualizador híbrido se obtienen minimizando el error cuadrático medio (MSE) entre el enfoque híbrido y su equivalente digital completo. Para la parte digital, se utiliza cancelación de interferencia por fuerza cero (ZF) para cancelar la interferencia MU no mitigada por la parte analógica. Los resultados de rendimiento muestran que la brecha de rendimiento del esquema híbrido propuesto con respecto a su equivalente digital completo se reduce a medida que aumenta el número de cadenas de radiofrecuencia (RF). Además, las curvas teóricas casi se superponen con las simuladas, lo que muestra que el enfoque semi-analítico es bastante preciso.
Descripción
Aunque las ondas milimétricas (mmWave) y la entrada múltiple masiva (mMIMO) se pueden considerar como tecnologías prometedoras para las comunicaciones móviles futuras (más allá del 5G o 6G), algunas limitaciones de hardware limitan su aplicabilidad. La arquitectura híbrida analógica-digital se ha presentado como una posible solución para evitar dichos problemas. En este documento, proponemos un ecualizador multiusuario (MU) híbrido de dos pasos combinado con un pre-codificador híbrido de baja complejidad para sistemas de mmWave mMIMO de banda ancha, así como un enfoque semi-analítico para evaluar su rendimiento. Se considera el nuevo esquema de modulación multiportadora no ortogonal digital generalizado (GFDM) debido a su eficiente rendimiento en términos de lograr una mayor eficiencia espectral, un mejor control de las emisiones fuera de banda (OOB) y una menor relación de potencia pico a promedio (PAPR) en comparación con la técnica de acceso de modulación por división de frecuencia ortogonal (OFDM). Primero, se aplica un pre-codificador analógico de baja complejidad en el lado del transmisor. Luego, en la estación base (BS), los coeficientes analógicos del ecualizador híbrido se obtienen minimizando el error cuadrático medio (MSE) entre el enfoque híbrido y su equivalente digital completo. Para la parte digital, se utiliza cancelación de interferencia por fuerza cero (ZF) para cancelar la interferencia MU no mitigada por la parte analógica. Los resultados de rendimiento muestran que la brecha de rendimiento del esquema híbrido propuesto con respecto a su equivalente digital completo se reduce a medida que aumenta el número de cadenas de radiofrecuencia (RF). Además, las curvas teóricas casi se superponen con las simuladas, lo que muestra que el enfoque semi-analítico es bastante preciso.