In this work, we consider Terahertz (THz) communications with low-resolution uniform quantization and spatial oversampling at the receiver side. We compare different analog-to-digital converter (ADC) parametrizations in a fair manner by keeping the ADC power consumption constant. Here, 1-, 2-, and 3-bit quantization is investigated with different oversampling factors. We analytically compute the statistics of the detection variable, and we propose the optimal as well as several suboptimal detection schemes for arbitrary quantization resolutions. Then, we evaluate the symbol error rate (SER) of the different detectors for a 16- and a 64-ary quadrature amplitude modulation (QAM) constellation. The results indicate that there is a noticeable performance degradation of the suboptimal detection schemes compared to the optimal scheme when the constellation size is larger than the number of quantization levels. Furthermore, at low signal-to-noise ratios (SNRs), 1-bit quantization outperforms 2- and 3-bit quantization, respectively, even when employing higher-order constellations. We confirm our analytical results by Monte Carlo simulations. Both a pure line-of-sight (LoS) and a more realistically modeled indoor THz channel are considered. Then, we optimize the input signal constellation with respect to SER for 1-bit quantization. The results show that the minimum SER can be lowered significantly for 16-QAM by increasing the distance between the inner and outer points of the input constellation. For larger constellations, however, the achievable reduction of the minimum SER is much smaller compared to 16-QAM.


翻译:本文研究接收端采用低分辨率均匀量化和空间过采样的太赫兹通信系统。在保持模数转换器功耗恒定的公平前提下,我们比较了不同ADC参数配置方案。针对1-bit、2-bit和3-bit量化,研究了不同过采样因子下的检测性能。通过解析计算检测变量的统计特性,我们提出了适用于任意量化分辨率的最优检测方案及多种次优检测方案。随后,针对16进制和64进制正交幅度调制星座,评估了不同检测器的符号错误率。结果表明:当星座规模超过量化电平数时,次优检测方案相较于最优方案存在显著性能退化。值得注意的是,在低信噪比条件下,即使采用高阶星座,1-bit量化的性能分别优于2-bit和3-bit量化。通过蒙特卡洛仿真验证了解析结论,并分别考虑了纯视距信道和更贴近实际的室内太赫兹信道模型。最后,针对1-bit量化系统,以最小化SER为目标优化了输入信号星座设计。结果显示:通过增大16-QAM星座内环与外环点间距,可显著降低最小SER;但对于更大规模星座,其最小SER的降低幅度远小于16-QAM。

0
下载
关闭预览

相关内容

Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
82+阅读 · 2020年7月26日
FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
重新思考无人机时代的生存能力
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:44
装甲突击旅:现代战争思考、战斗与组织
专知会员服务
0+阅读 · 今天7:28
在人工智能加速决策环境中拓展OODA循环
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:18
军事欺骗:供作战战术指挥官使用的工具
专知会员服务
1+阅读 · 今天7:03
综述 | 世界动作模型:少做梦,多行动
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
美以伊冲突:无人机与人工智能的运用
专知会员服务
7+阅读 · 6月23日
《特种部队在透明战场中的生存力》最新报告
专知会员服务
4+阅读 · 6月23日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017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
47+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 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员