Joint hybrid-precoding design for MU-MISO systems with a subconnected architecture

EURASIP Journal on Wireless Communications and Networking

Research

Kyungchun Lee¹  Eduard E. Bahingayi² 

[1] Department of Electrical and Information Engineering and the Research Center for Electrical and Information Technology, Seoul National University of Science and Technology, Nowon-gu, 01811, Seoul, Republic of Korea;Department of Electronics and Telecommunication Engineering, The University of Dodoma, Dodoma, Tanzania;Department of Electrical and Information Engineering and the Research Center for Electrical and Information Technology, Seoul National University of Science and Technology, Nowon-gu, 01811, Seoul, Republic of Korea;

关键词: MU-MISO system;    Subconnected architecture;    Hybrid precoding;    Millimeter wave;   

DOI  :  10.1186/s13638-023-02231-w

 received in 2022-10-02, accepted in 2023-01-18,  发布年份 2023

来源: Springer

【 摘 要 】

In this study, we propose a joint hybrid-precoding algorithm for multiuser multiple-input single-output downlink systems. Specifically, we consider that the base station employs an energy-efficient hybrid-precoding subconnected (SC) architecture with fixed equal subarrays (FESA) (SC-FESA). Optimizing the analog precoding matrix in an SC-FESA architecture is challenging due to its unique constraint structure. In this study, to maximize system sum rate, we propose an efficient method to transform the system’s sum-rate optimization problem into a continuous and differentiable objective function wherein only the nonzero elements of the analog precoding matrix are optimized. For the formulated problem, we develop an alternating optimization (AO) approach to jointly optimize the digital and analog precoders in succession by maximizing the system’s sum rate. Specifically, in the proposed AO method, when the digital precoder is fixed, we employ the Riemannian conjugate gradient algorithm to generate the analog precoder. Furthermore, when the analog precoder is fixed, we use the minimum mean squared error method to obtain the digital precoder. Numerical simulation results show that the proposed AO algorithm improves the sum rate and energy efficiency of the SC-FESA architecture compared to existing algorithms.

【 授权许可】

CC BY   
© The Author(s) 2023

【 图 表 】

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