In this paper, we propose a feedback-efficient hybrid precoding framework for wideband millimeter-wave (mmWave) multiple-input multiple-output orthogonal frequency-division multiplexing (MIMO-OFDM) systems. To mitigate the high cost of radio frequency (RF) chains and channel state information (CSI) feedback in large-scale antenna arrays, we first construct frequency-flat analog precoders by extracting dominant angle-of-arrival (AoA) and angle-of-departure (AoD) directions from sparse frequency-domain channels. For digital precoding, we design a quantized codebook using the Lloyd algorithm and develop a binary-search-based hierarchical interpolation algorithm that adaptively assigns codewords according to subcarrier correlation. The proposed method achieves sub-linear feedback scaling by reducing the feedback overhead from O(K) to O(K/M + log M), where K is the number of subcarriers and M is the pilot spacing. Simulation results demonstrate that the proposed method achieves comparable or superior spectral efficiency and bit error rate (BER) performance to existing clustering and interpolation schemes, while significantly reducing computational complexity and exhibiting robustness under imperfect CSI.


翻译:本文针对宽带毫米波多输入多输出正交频分复用(MIMO-OFDM)系统,提出一种反馈高效的混合预编码框架。为缓解大规模天线阵列中射频链路与信道状态信息反馈的高昂成本,我们首先从稀疏频域信道中提取主导到达角与离开角方向,构建频率平坦的模拟预编码器。针对数字预编码,采用Lloyd算法设计量化码本,并开发基于二分搜索的层级插值算法,该算法根据子载波相关性自适应分配码字。所提方法将反馈开销从O(K)降至O(K/M + log M)(其中K为子载波数,M为导频间距),实现次线性反馈扩展。仿真结果表明,在显著降低计算复杂度的同时,该方法在频谱效率和误码率性能上与现有聚类及插值方案相当或更优,并在非理想信道状态信息下具有鲁棒性。

0
下载
关闭预览

相关内容

多智能体系统带宽分配及预测云控制
专知会员服务
18+阅读 · 2023年7月9日
【CVPR2023】面向自监督视觉表示学习的混合自编码器
专知会员服务
25+阅读 · 2023年4月3日
专知会员服务
32+阅读 · 2021年1月9日
【反馈循环自编码器】FEEDBACK RECURRENT AUTOENCODER
专知会员服务
23+阅读 · 2020年1月28日
【学界】DeepMind论文:深度压缩感知,新框架提升GAN性能
GAN生成式对抗网络
14+阅读 · 2019年5月23日
【泡泡图灵智库】HSfM: 混合运动恢复结构(CVPR)
泡泡机器人SLAM
11+阅读 · 2018年12月13日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
VIP会员
相关主题
最新内容
综述 | 3D场景图:开放挑战与未来方向
专知会员服务
2+阅读 · 6月22日
21世纪的无人机战争
专知会员服务
3+阅读 · 6月22日
《量子技术的军事任务技术适配与利用》
专知会员服务
3+阅读 · 6月22日
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
7+阅读 · 6月21日
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
5+阅读 · 6月21日
相关资讯
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员