دانلود ترجمه مقاله آنالیز تسهیم سیستم های MIMO عظیم موج میلیمتری

1. مقدمه 2. مدل سیستم 3. آنالیر نسبت قابل حصول غیرمجانب 4. آنالیز بهره تسهیم و معاوضه چندگانگی و تسهیم 5. آنالیز بهره تسهیم برای سناریوی چند کاربری 6. نتیجه گیری

مقدمه: اخیراً ارتباطات موج میلیمتری (mm Wave) به عنوان فناوری کاندید برای سیستم های ارتباطات موبایل 5G و فراتر از آن مورد توجه زیادی قرار گرفته است [3-1]. دلیل اصلی این امر وجود طیف وسیع در باند موج میلیمتری (معمولا 30-300 GHz) است که برای ارتباطات نسبت بالای داده بسیار جذاب است. با این حال، در مقایسه با سیستم های ارتباطی که در فرکانس های مایکرویو پایین کار می کنند (مثل سیستم هایی که در حال حاضر برای ارتباطات موبایل 4G بکار می روند)، اتلاف انتشار در فرکانس های موج میلیمتری بسیار بالاتر است. خوشبختانه با توجه به طول موج های بسیار کوچکتر حامل، سیستم های ارتباطات موج میلیمتری می توانند از آرایه های متراکم آنتن عظیم برای جبران افزایش اتلاف انتشار استفاده کنند. با این وجود، آرایه های بزرگ آنتن همراه با هزینه بالا و مصرف بالای توان اجزای ترکیبی سیگنال لگاریتمی / دیجیتال موجب می شود تجهیز زنجیره جداگانه ای از فرکانس رادیویی (RF) برای هر آنتن و انجام کل پردازش سیگنال در باند پایه دشوار باشد. بنابراین تحقیقات درباره پردازش هیبریدی آنالوگ – دیجیتال پیش کدگذار و کامباینر برای سیستم ارتباطی موج میلیمتری مورد توجه بسیار زیاد دانشگاهیان و صنعت قرار گرفته است [16]. بویژه کارهای زیادی برای بررسی چالش های استفاده از تعداد محدودی زنجیره RF صورت گرفته است. برای مثال، مولفان در [4] پردازش تک کاربر در سیستم های مایمو عظیم موج میلیمتری را بررسی کرده اند و مطلوبیت هدایت پرتو برای سناریوهای با یک جریان واحد و چندین جریان نشان داده اند. در [10] مولفان نشان دادند که پردازش هیبریدی می تواند هر گونه پردازش کاملا دیجیتال را در صورتی انجام دهد تعداد زنجیره RF دو برابر تعداد جریان داده باشد. با این حال، از آنجا که انتشار سیگنال موج میلیمتری ویژگی مهم پراکندگی چند مسیری در دامنه های موقت و دایمی دارد [20-17]، انتظار می رود که در صورتیکه آرایش آرایه های آنتن کنار هم باشد، پتانسیل مزایای موجود چندگانگی و تسهیم چندان زیاد نباشد. برای افزایش بهره چندگانگی / تسهیم در سیستم های مخابراتی عظیم مایمو موج میلیمتری، این مقاله استفاده از ساختار کلی تر آرایه را بررسی می کند که ساختار پراکنده زیرآرایه آنتن نامیده می شود، و شامل ساختار آرایه کنار هم به عنوان موردی ویژه است. گفتیم که سیستم های آنتن پرداکنده به عنوان تکنیکی نویدبخش برای برآوردن تقاضای روبه رشد برای شبکه های مخابرات بی سیم آینده به دلیل افزایش بازدهی طیفی و گسترش پوشش مورد توجه زیادی قرار گرفته است [25-21].

INTRODUCTION: Recently, millimeter-wave (mmWave) communication has gained considerable attention as a candidate technology for 5G mobile communication systems and beyond [1]–[3]. The main reason for this is the availability of vast spectrum in the mmWave band (typically 30-300 GHz) that is very attractive for high data rate communications. However, compared to communication systems operating at lower microwave frequencies (such as those currently used for 4G mobile communications), propagation loss in mmWave frequencies is much higher, in the orders-of-magnitude. Fortunately, given the much smaller carrier wavelengths, mmWave communication systems can make use of compact massive antenna arrays to compensate for the increased propagation loss. Nevertheless, the large-scale antenna arrays together with high cost and large power consumption of the mixed analog/ digital signal components makes it difficult to equip a separate radio-frequency (RF) chain for each antenna and perform all the signal processing in the baseband. Therefore, research on hybrid analog-digital processing of precoder and combiner for mmWave communication systems has attracted very strong interests from both academia and industry [4] − [16]. In particular, a lot of work has been performed to address challenges in using a limited number of RF chains. For example, the authors in [4] considered single-user precoding in mmWave massive MIMO systems and established the optimality of beam steering for both single-stream and multistream transmission scenarios. In [10], the authors showed that hybrid processing can realize any fully digital processing if the number of RF chains is twice the number of data streams. However, due to the fact that mmWave signal propagation has an important feature of multipath sparsity in both the temporal and spatial domains [17]–[20], it is expected that the potentially available benefits of diversity and multiplexing are indeed not large if the deployment of the antenna arrays is co-located. In order to enlarge diversity/multiplexing gains in mmWave massive MIMO communication systems, this paper consider the use of a more general array architecture, called distributed antenna subarray architecture, which includes lolocated array architecture as a special case. It is pointed out that distributed antenna systems have received strong interest as a promising technique to satisfy such growing demands for future wireless communication networks due to the increased spectral efficiency and expanded coverage [21] − [25].

بخشی از ترجمه مقاله (صفحه 13 و 14 فایل ورد ترجمه)