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带内全双工中继辅助毫米波系统设计

DOI：10.1109/ACCESS.2018.2885247 期刊：IEEE Access 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:22:29
摘要： 毫米波（mmWave）通信因拥有大量未授权频谱资源，成为未来无线系统极具前景的技术。然而，与之配套的天线阵列需要大量射频（RF）链路，由此导致的硬件复杂度与功耗提升，成为其实际部署的主要障碍。本文提出一种低复杂度的带内全双工中继辅助毫米波通信系统设计方案。通过最小化系统总体均方误差并抑制残余环路自干扰（LSI）影响，我们推导出多输入多输出模拟-数字混合收发器及中继滤波器结构。该方案所需射频链路数量少于天线数量。首先给出全节点完美信道状态信息（CSI）条件下的设计方案，随后扩展为更符合实际的非理想CSI鲁棒设计方案。两种设计均假设LSI信道信息不完美，从而具备环路CSI误差的鲁棒性。采用稀疏近似技术降低系统硬件复杂度。尽管整体问题具有非凸性难以证明全局收敛性，但所提算法仍能收敛至稳定极限。分析了设计方案的硬件复杂度-性能权衡关系，并通过数值仿真展示了鲁棒设计在CSI误差环境下的适应能力，以及两种方案在不同参数条件下的性能表现。
作者： Deepa Jagyasi，P. Ubaidulla
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研究概述 实验方案

研究目的

提出一种低复杂度的带内全双工中继辅助毫米波通信系统设计方案，在抑制残余环路自干扰的同时最小化和均方误差，具有较低的硬件复杂度并对信道状态信息误差具有鲁棒性。

研究成果

所提出的混合全双工中继辅助毫米波系统设计在保持与全数字系统相当性能的同时，降低了硬件复杂度。该鲁棒性设计有效缓解了信道状态信息误差的影响，在非理想CSI场景中展现出强韧性。未来工作可聚焦于实际部署及向更复杂信道条件的扩展。

研究不足

该优化问题是非凸的，导致全局收敛性难以证明。设计方案基于特定的信道模型和误差分布，可能无法涵盖所有现实变化。未提供硬件实现细节，且研究仅依赖仿真而缺乏物理验证。

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