1位DAC与量化接收机下的大规模MIMO用户负载研究

"这篇研究论文探讨了在具有1位数模转换器(DAC)和量化接收器的下行链路多用户大规模MIMO系统中的用户负载问题。通过使用正则归零强制(RZF)预编码技术，研究团队分析了1位DAC在大规模MIMO中的性能，并利用渐近随机矩阵理论来优化RZF的正则化参数。他们发现，随着用户负载率的线性增加，最佳的正则化参数也会相应增加。此外，论文还提供了低信噪比(SNR)条件下的渐近总和速率性能，并得到了最佳用户负载率的闭式表达式。研究指出，随着接收机量化分辨率的提高，最佳用户负载会降低。数值模拟被用来验证这些理论观察结果。" 该研究主要关注的是在成本和功率效率方面具有优势的1位DAC在大规模MIMO系统中的应用。1位DAC由于其简单的结构和较低的功耗，是实现大规模MIMO的一种潜在解决方案。然而，这种简化也带来了量化误差的问题，特别是在发射机和接收机之间。论文中，研究人员通过考虑这些量化误差，使用RZF预编码策略来改善系统性能。 RZF预编码是一种有效的多用户传输策略，它在降低干扰的同时尝试保持预编码矩阵的秩。在本文中，通过应用渐近随机矩阵理论，研究人员能够找到一个闭式解来优化RZF的正则化参数，以适应1位DAC带来的挑战。优化后的参数与用户负载率有直接关系，随着负载率的增加，最佳参数值也线性增加，这表明系统需要根据用户数量动态调整预编码策略。 进一步，研究还深入分析了系统的总和速率性能，特别是在低SNR条件下。他们得到一个闭式表达式，用于确定在这些条件下的最佳用户负载率。结果表明，当接收机的量化分辨率提高时，为了最大化系统性能，应减少用户负载，这是因为更高的量化分辨率可以减少量化误差，从而允许更有效的用户调度。 通过数值模拟，研究团队验证了他们的理论分析，这提供了对实际系统行为的直观理解。这些发现对于设计和优化具有1位DAC的大型MIMO系统至关重要，有助于平衡系统容量、能量效率和用户数量之间的关系。