Analog to Digital Converters (ADCs) are a major contributor to the power consumption of multiple-input multiple-output (MIMO) receivers with large antenna arrays operating in the millimeter wave carrier frequencies. This is especially the case in large bandwidth communication systems, due to the sudden drop in energy-efficiency of ADCs as the sampling rate is increased above 100MHz. Two mitigating energy-efficient approaches which have received significant recent interest are i) to reduce the number of ADCs via analog and hybrid beamforming architectures, and ii) to reduce the resolution of the ADCs which in turn decreases power consumption. However, decreasing the number and resolution of ADCs leads to performance loss -- in terms of achievable rates -- due to increased quantization error. In this work, we study the application of practically implementable nonlinear analog operators such as envelope detectors and polynomial operators, prior to sampling and quantization at the ADCs, as a way to mitigate the aforementioned rate-loss. A receiver architecture consisting of linear analog combiners, nonlinear analog operators, and few-bit ADCs is designed. The fundamental information theoretic performance limits of the resulting communication system, in terms of achievable rates, are investigated under various assumptions on the set of implementable analog operators. Extensive numerical evaluations and simulations of the communication system are provided to compare the set of achievable rates under different architecture designs and parameters. Circuit simulations and measurement results, based on both 22 nm FDSOI CMOS technology and 65 nm Bulk CMOS transistor technologies, are provided to justify the power efficiency of the proposed receiver architecture deploying envelope detectors and polynomial operators.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员