大规模MIMO IQI抑制:宽线性预编码算法与性能

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"在无线通信领域,尤其是在大规模多输入多输出(MIMO)系统中,同相/正交相位(IQ)不平衡(IQI)是一个常见的问题,它会严重影响系统的性能。本文深入探讨了如何利用广泛线性预编码技术来缓解这一问题。作者Wence Zhang等人提出了一种实值信号模型,该模型充分考虑了发射机端的IQI影响,并基于此开发了四种不同的广泛线性预编码算法:宽线性零强迫(WL-ZF)、宽线性匹配滤波器、宽线性最小均方误差(WL-MMSE)以及宽线性块对角化(WL-BD)。这些算法不仅适用于单天线用户,也适用于多天线用户。 在无IQI情况下,WL-ZF的复用增益和功率偏移与传统的零强迫(ZF)预编码完全一致。然而,当存在IQI时,WL-ZF能保持与理想IQ分支下的ZF预编码相同的复用增益,但其功率损失相对较小,损失程度与系统规模及IQ参数有关。此外,文章还对比了WL-BD与传统块对角化(BD)预编码的性能。分析显示,理想IQ条件下,WL-BD的数据速率与BD相同;而在有IQI的情况下,WL-BD能保持与BD相同的复用增益,同时避免了由IQ失衡带来的问题。 通过数值模拟,作者验证了理论分析的结果,证实了提出的广泛线性预编码方法在处理IQI方面明显优于传统方法,并且在性能上接近于假设理想IQ分支的情况。这些发现对于优化大规模MIMO系统在实际环境中的性能,特别是在存在IQI的情况下,提供了重要的理论支持和技术解决方案。" 这篇研究论文深入剖析了IQI对大规模MIMO系统性能的影响,并提出了有效的广泛线性预编码策略,旨在改善系统效率并降低功耗。这些算法的创新之处在于它们能够在考虑实际IQI影响的同时,保持接近理想情况的性能,从而为无线通信领域的工程实践提供了有价值的理论指导。