HAP上大规模MIMO AF中继系统：ZFR/ZFT与硬件缺陷对两路多对通信的影响

本文探讨了在高海拔平台（High-Altitude Platforms, HAPs）上部署的多对双工大规模MIMO（Multiple Pair Two-Way Massive MIMO）放大转发（Amplify-and-Forward, AF）中继系统。高海拔平台作为一种有前景的无线通信基础设施，能有效弥补地面塔基和卫星系统的不足。研究的核心焦点在于解决在大量天线（very large number of antennas）支持的中继节点上，多个用户对（user pairs）通过信息交换来实现两向通信的问题。 首先，由于高空中存在直达路径，HAP信道被假设遵循瑞利衰落（Rician fading）分布，这增加了信道模型的复杂性和现实性。瑞利衰落考虑了线性视距传播效应，使得通信环境更具挑战性，但也提供了增强信号质量的可能性。 接着，论文着重分析了硬件 impairments 对多对双工大规模MIMO AF中继系统的影响。硬件 impairments 主要指的是无线设备中的非理想效应，如发射端的发射机噪声（transmitter distortion noise）和接收端的接收机噪声（receiver distortion noise）。这些非线性效应在大规模MIMO系统中不容忽视，因为它们可能会降低信号的性能和系统效率，尤其是在高频段和高数据速率下。 为了应对这些硬件缺陷，文中可能提出了基于零-forcing（Zero-Forcing, ZF）或部分零-forcing（Zero-Forcing Transform, ZFT）的信号处理技术。ZFR和ZFT是常见的干扰抑制方法，它们能够通过精确估计并消除干扰来改善信道条件，从而提高中继系统的有效性。在考虑到硬件 impairments 的情况下，这些技术的优化和调整可能是关键的解决方案。 论文可能进一步探讨了中继策略，比如时间分半双工（half-duplex）和全双工（full-duplex）模式的选择。全双工模式允许两个方向的信息传输同时进行，理论上能显著提升通信效率，但实际操作中可能受到自干扰问题的挑战。而半双工则更为保守，但在克服硬件 impairments 和复杂信道条件下可能更易于实现。 本研究旨在深入理解高海拔平台上多对双工大规模MIMO AF中继系统的设计与优化，特别是在面对硬件 impairments 和瑞利衰落信道时。通过综合考虑这些因素，文章可能会提供新的设计原则和技术手段，以提升无线通信在高海拔区域的覆盖和性能，为未来的无线网络部署提供有价值的研究成果。