Hybrid beamforming architectures an

Hybrid beamforming architectures and algorithms in the cm-wave-band described in the previous sections can in
principle also be used at mm-wave frequencies. In practice, however, many propagation channel and RF hardware
aspects in mm-wave bands are significantly different from cm-wave bands, and hence novel hybrid beamforming
techniques taking into account the practicalities are needed. The following summarizes the main aspects of the
mm-wave channels and transceivers, and the resulting potentials and challenges.
• At mm-wave frequencies, the multipath channel experiences higher (by orders-of-magnitude) propagation loss
and becomes sparser because diffraction, penetration and blockage show higher attenuation than at cm-waves
[53]–[59]. While the former makes the use of large antenna arrays at either TX or RX or both necessary to have
sufficient link margin, the latter suggests fewer spatial degrees of freedom available for parallel multi-stream
transmission. On one hand, large-scale antenna arrays can be realized in a limited size of antenna aperture in
mm-wave systems thanks to the small wavelength, but fully-digital beamforming solutions become infeasible
and hybrid beamforming become harder when power consumption and cost-related RF hardware constraints,
as given in the next item, are taken into account. On the other hand, channel sparsity in the mm-wave bands
can be exploited for optimizing the channel estimation and beam training, leading to the improvement of the
net rate of the systems.
• Phase shifters, switches and up/downconversion chains including analog-to-digital converters, mixers, and
amplifiers exhibit more limitations at mm-waves [60]–[62]. For instance, the electronic circuits impose much
more losses than at cm-waves because the same size of discrete components made of, e.g., a printed circuit board
become electrically larger, and also because of increasing losses in metal, compared to cm-waves. Moreover,
precise control of electromagnetic coupling in and between circuits and components is more challenging. The
aggregate effect of the RF hardware impairments at mm-wave may have significant impact on the overall
system performance, as we will see in three exemplary analyses of this section.
9
The advantages and disadvantages in above aspects make it difficult to determine the optimal design of different
parts of the transceivers, or the optimal tradeoff between the performance and cost. In the following, we review
the potential solutions proposed in the existing literature that leverage the peculiarities of the mm-wave systems,
and suggest open issues that need further investigations.

Kết quả (Việt) 1:

Hybrid beamforming kiến trúc và các thuật toán trong cm-sóng-ban nhạc được mô tả ở phần trước có thể ởvề nguyên tắc cũng được sử dụng ở tần số sóng mm. Trong thực tế, Tuy nhiên, nhiều kênh tuyên truyền và các phần cứng RFCác khía cạnh trong ban nhạc sóng mm là đáng kể khác nhau từ ban nhạc sóng cm, và do đó tiểu thuyết lai beamformingkỹ thuật có tính đến các practicalities là cần thiết. Sau đây tóm tắt các khía cạnh chính của cácmm-sóng kênh và các thu, và kết quả tiềm năng và thách thức.• Tần số sóng mm, ion kênh kinh nghiệm mất tuyên truyền cao (theo đơn đặt hàng của độ lớn)và trở thành sparser vì nhiễu xạ, thâm nhập và tắc nghẽn Hiển thị sự suy giảm cao hơn so với lúc sóng cm[53]-[59]. Trong khi trước đây làm cho việc sử dụng các mảng ăng ten lớn tại TX hoặc RX hoặc cả hai cần thiết phải cómargin liên kết đầy đủ, sau đó cho thấy ít không gian bậc tự do có sẵn cho các dòng đa song songbộ truyền động. Một mặt, quy mô lớn các ăng-ten mảng có thể được thực hiện trong một kích thước giới hạn khẩu độ ăng ten trongmm-sóng hệ thống nhờ có bước sóng nhỏ, nhưng giải pháp hoàn toàn kỹ thuật số beamforming trở thành infeasiblevà lai beamforming trở nên khó khăn hơn khi điện năng tiêu thụ và chi phí liên quan đến RF phần cứng hạn chế,như được đưa ra trong mục kế tiếp, được đưa vào tài khoản. Mặt khác, kênh sparsity trong dải sóng mmcó thể được khai thác để tối ưu hóa các kênh dự toán và chùm đào tạo, dẫn đến việc cải thiện cácnet tỷ lệ của các hệ thống.• Giai đoạn sang số bằng, thiết bị chuyển mạch và các chuỗi lên/downconversion bao gồm cả chuyển đổi kỹ thuật số analog, trộn, vàbộ khuếch đại triển lãm thêm hạn chế tại mm-sóng [60]-[62]. Ví dụ, các mạch điện tử áp đặt nhiềuThêm thiệt hại hơn lúc cm-sóng vì cùng kích thước của các linh kiện rời rạc làm, ví dụ, một bảng mạch intrở thành điện lớn hơn, và cũng vì tăng tổn thất trong kim loại, so với làn sóng cm. Hơn nữa,Các điều khiển chính xác của khớp nối điện từ trong và giữa các mạch và các thành phần là khó khăn hơn. CácTổng hợp tác dụng của RF khiếm phần cứng tại mm-wave có thể có tác động đáng kể trên là tổng thểhiệu năng hệ thống, như chúng ta sẽ thấy trong ba gương mẫu phân tích của phần này.9Những lợi thế và bất lợi ở phía trên khía cạnh làm cho nó khó khăn để xác định các thiết kế tối ưu của khác nhaubộ phận thu các, hoặc sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất và chi phí. Năm sau, chúng tôi xem xétđề xuất các giải pháp tiềm năng trong các tài liệu hiện có tận dụng đặc thù của hệ thống mm-wave,và đề nghị mở các vấn đề cần tiếp tục điều tra.

Kết quả (Việt) 2:

Kiến trúc và thuật toán beamforming lai trong cm sóng băng được mô tả trong các phần trước thể trong
nguyên tắc cũng được sử dụng ở các tần số mm-wave. Tuy nhiên, trong thực tế, nhiều kênh tuyên truyền và phần cứng RF
khía cạnh trong các ban nhạc mm sóng khác nhau đáng kể từ các ban nhạc cm sóng, và do đó mới lai tạo chùm sóng
kỹ thuật có tính thực tiễn là cần thiết. Sau đây sẽ tóm tắt những khía cạnh chính của
kênh mm sóng và thu phát, và tiềm năng kết quả và thách thức.
• Ở các tần số mm-sóng, các kênh đa kinh nghiệm cao hơn (theo đơn đặt hàng của độ richter) mất tuyên truyền
và trở nên mỏng manh hơn vì nhiễu xạ, thâm nhập và tắc nghẽn cho thấy sự suy giảm cao hơn so với ở cm sóng
[53] - [59]. Mặc dù trước đây làm cho việc sử dụng ăng-ten mảng lớn ở hai TX hoặc RX hoặc cả hai cần có
đủ lợi nhuận liên kết, sau này cho thấy ít hơn độ không gian tự do có sẵn cho song song đa luồng
truyền dẫn. Một mặt, các mảng ăng ten quy mô lớn có thể được thực hiện trong một kích thước giới hạn của ăng-ten khẩu độ trong
hệ thống mm sóng nhờ bước sóng nhỏ, nhưng giải pháp beamforming đầy đủ kỹ thuật số trở nên không khả thi
và hybrid beamforming trở thành khó khăn hơn khi tiêu thụ điện năng và chi phí liên quan RF hạn chế phần cứng,
như được đưa ra trong các mục tiếp theo, được đưa vào tài khoản. Mặt khác, kênh thưa thớt ở các băng tần mm sóng
có thể được khai thác để tối ưu hóa các ước lượng kênh và đào tạo chùm, dẫn đến việc cải thiện
tỷ lệ ròng của hệ thống.
• Giai đoạn sang số, chuyển mạch và lên dây chuyền / downconversion bao gồm analog- to-digital chuyển đổi, máy trộn, và
ampli triển lãm nhiều hạn chế ở mm sóng [60] - [62]. Ví dụ, các mạch điện tử áp đặt nhiều
tổn thất hơn tại cm sóng vì cùng kích thước của các thành phần rời rạc làm bằng, ví dụ, một bảng mạch in
trở nên lớn hơn điện, và cũng vì gia tăng thiệt hại trong kim loại, so với cm sóng. Hơn nữa,
điều khiển chính xác của các khớp nối điện từ trong và giữa các mạch và các thành phần là khó khăn hơn. Các
tác động tổng hợp của các khiếm phần cứng RF tại mm sóng có thể có tác động đáng kể đến tổng thể
hiệu năng hệ thống, như chúng ta sẽ thấy trong ba phân tích mẫu mực của phần này.
9
Những lợi thế và bất lợi trong các khía cạnh nói trên làm cho nó khó khăn để xác định thiết kế tối ưu khác nhau
các bộ phận của máy thu phát, hoặc sự cân bằng tối ưu giữa hiệu suất và chi phí. Sau đây, chúng tôi xem xét
các giải pháp tiềm năng đề xuất trong các tài liệu hiện có mà tận dụng những đặc thù của hệ thống mm sóng,
và đề xuất các vấn đề mở mà cần điều tra thêm.