东南大学章宇轩,卢安安,高西奇等 | 基于辛优化的大规模MIMO-OFDM跨子载波预编码设计
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科技
2025-01-14 16:26
北京
研究团队
章宇轩，卢安安，高西奇：东南大学
夏香根：特拉华大学
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Zhang Y X, Lu A A, Xia X G, et al. Cross-subcarrier precoder design for massive MIMO-OFDM downlink with symplectic optimization. Sci China Inf Sci, 2025, 68(2): 122301大规模MIMO-OFDM是5G和未来6G系统的关键技术，通过在基站部署大量天线同时服务多个用户，可以显著提高频谱和能源效率。传统的预编码设计如RZF、SLNR和WMMSE预编码器依赖于完美的信道状态信息（CSI），但这些设计是针对每个子载波独立进行的，破坏了相邻子载波之间有效信道的平滑性，增加了接收端的系统性能复杂性。本文提出了一种应用于大规模MIMO-OFDM下行链路的基于变换的跨子载波预编码设计方法。该方法通过设计少量的变换域预编码量来推导一组子载波的预编码向量，从而增强了频域等效信道的平滑性。此外，所提出的预编码方法有助于提升信道估计和信号检测的性能。所设计的预编码结构基于最小化最大化方法得出，为进一步避免大维度矩阵求逆，基于原有的预编码结构提出了一种利用辛优化的预编码设计算法。该算法借鉴了哈密顿动力学和辛积分的概念。仿真结果表明，所提出的预编码器能够显著提升信道估计以及信号检测性能。同时，与传统的预编码设计相比，基于变换的跨子载波预编码设计在显著降低计算复杂度的同时只损失了一小部分性能。![]()
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