研究目的
利用一种简单而高效的基于梯度投影（GP）的交替最小化（GP-AltMin）算法，确定毫米波大规模多输入多输出系统中混合数字与模拟波束成形的最佳权重。
研究成果
所提出的基于广义投影的交替最小化算法在计算复杂度更低的情况下，实现了与最先进算法相当或更高的频谱效率。采用非均匀功率分配进一步降低了量化导致的性能损失，尤其适用于低分辨率功率分配场景。
研究不足
该研究聚焦于单用户毫米波大规模MIMO系统，可能未考虑多用户场景或其他复杂环境。性能提升通过仿真展示，未必能完全反映真实环境条件。
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基于梯度投影的交替最小化算法用于毫米波MIMO系统混合波束成形设计
DOI：10.1109/LCOMM.2018.2878712
期刊：IEEE Communications Letters
出版年份：2018
更新时间：2025-09-23 15:21:21
摘要：
本研究以交替最小化（AltMin）框架作为主要设计原则，用于确定毫米波大规模多输入多输出系统中混合数字与模拟波束成形的最佳权重。然而该框架存在模拟波束成形器设计难题——由于模拟波束成形器通常采用移相器（PS）构建，这会导致非凸约束条件，且现有解决方案计算复杂度较高。我们通过提出一种简单高效的基于梯度投影（GP）的交替最小化算法（GP-AltMin）来解决混合波束成形设计问题。此外，当采用量化移相器时，我们基于Lloyd-Max算法提出非均匀移相器方案以最小化量化导致的性能损失。仿真结果表明：所提出的GP-AltMin算法不仅复杂度更低，其频谱效率还能达到或超过使用未量化和低分辨率移相器的最先进算法水平。
作者：
Jung-Chieh Chen
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