In this paper, we consider a prospective receiving hybrid beamforming structure consisting of several radio frequency (RF) chains and abundant antenna elements in multi-input multi-output (MIMO) systems. Due to conventional costly full connections, we design an enhanced partially-connected beamformer employing low-density parity-check (LDPC) based structure. As a benefit of LDPC-based structure, information can be exchanged among clustered RF/antenna groups, which results in a low computational complexity order. Advanced message passing (MP) capable of inferring and transferring data among different paths is designed to support LDPC-based hybrid beamformer. We propose a message passing enhanced antenna and RF chain selection (MARS) scheme to minimize the operational power of antennas and RF chains of the receiver. Furthermore, sequential and parallel MP for MARS are respectively designed as MARS-S and MARS-P schemes to address convergence speed issue. Simulations have validated the convergence of both the MARS-P and the MARS-S algorithms. Owing to asynchronous information transfer of MARS-P, it reveals that higher power is required than that of MARS-S, which strikes a compelling balance between power consumption, convergence, and computational complexity. It is also demonstrated that the proposed MARS scheme outperforms the existing benchmarks using heuristic method of fully-/partially-connected architectures in open literature in terms of the lowest power and highest energy efficiency.


翻译:在本文中,我们考虑潜在的接收混合波束结构,包括若干无线电频率(RF)链和多投入多产出(MIMO)系统中大量天线元素。由于常规成本高昂的全面连接,我们设计了一个使用低密度对等检查(LDPC)结构的增强部分连接的光束装置,使用低密度对等检查(LDPC)结构。作为基于LDPC结构的一个好处,可以将RF/Nantenna组群之间交流信息,从而导致计算复杂程度低的顺序。能够在不同路径之间推断和传输数据的高级信息传递(MP)旨在支持基于LDPC的混合波束。我们提出了一个传递增强的天线和RF链选择(MARS)计划,以最大限度地减少接收者天线和RF链链的操作力。此外,MARS的顺序和平行组合组合组合组合计划可以分别作为MARS-P和MARS-P计划,从而验证了MARS-S的公开和MAR-S运算法的趋同。由于MARS-P最精确的消费结构结构结构结构上的信息转移,因此,MARS-PRS的最精度的精度的精度的精度的精度的精度要求的精度的精度的精度也表明,MARS-C-C-C-C-C-C-C-C-C-CMARMIS的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度平衡性能比于其计算法系,因此表明,它的精度平的动力的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度的精度平度平度平度平度平度平度平度比性能度比性能度

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