在多用户MIMO网络中，通过数字后处理技术共同缓解发射机I/Q不平衡和功率放大器非线性问题

《IEEE Open Journal of the Communications Society》：Digital Post-Distortion for Joint Mitigation of Transmitter I/Q Imbalance and Power Amplifier Nonlinearities in Multiuser MIMO Networks

　　

摘要：

在本文中，我们提出了一种新颖的数字后处理失真（DPoD）技术，旨在改善正交频分多址（OFDM）-Based的多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统中接收信号的质量。这些系统受到严重的共存发射机损伤的影响，表现为功率放大器（PA）的非线性和同相/正交（I/Q）不平衡。所提出的单次处理或非迭代处理方法结合了基于增强记忆多项式的联合损伤建模和消除技术，并利用3GPP 5G NR标准兼容的解调参考信号（DMRS）结构进行实际参数估计。在包括2.1GHz和28GHz频段以及视距（LOS）和非视距（NLOS）信道条件在内的广泛5G NR MU-MIMO上行链路场景中进行的数值评估显示，接收器性能得到了显著提升，这一提升通过有效误差向量幅度（EVMs）来衡量。在7GHz频段的6G中频PA响应中也观察到了类似的EVM提升。结果表明，即使在严重的发射机损伤和高阶调制方案（如64-QAM、256-QAM和1024-QAM）下，所提出的方法仍然有效，为未来无线网络向6G时代迈进提供了提高能效和覆盖范围或链路距离的有希望方案。数值结果还表明，与忽略共存损伤的现有技术相比，所提出的联合DPoI方法能够实现更低的接收器EVM值。最后，还证明了所提出的DPoD方法对残余载波频率偏移、合理的用户移动性、频率 selectivity损伤以及不同类型的PA非线性具有鲁棒性。