T E L KO M N I KA  T e lec om m u n icat ion ,   Com p u t i n g,   E lec t r on ics   an d   Cont r ol   Vol.   18 ,   No.   1 F e br ua r y   2020 ,   pp.   90 ~ 98   I S S N:  1693 - 6930,   a c c r e dit e F ir s G r a de   by  Ke me nr is tekdikti ,   De c r e e   No:   21/E /KP T /2018   DO I 10. 12928/ T E L KO M NI KA . v18i1. 13674     90       Jou r n al  h omepage ht tp: // jour nal. uad . ac . id/ index . php/T E L K OM N I K A   In t e g r at in m il li m e t e r  w av e   w ith  h y b r i d  p r e c od in   m u ltiu s e r  m assi ve   M IM O fo r   5G c om m u n ic a t io n       M oh am m e d   Kh u d h u r   Hu s s e in Nas s e r   N.   Kh a m is s   Co l l eg o I n fo rma t i o n   E n g i n eer i n g ,   A l - N ah r ai n   U n i v er s i t y ,   Bag h d a d ,   Iraq       Ar t icle   I n f o     AB S T RA CT   A r ti c le  h is tor y :   R e c e ived   J ul  22 ,   2019   R e vis e Aug  21 ,   2019   Ac c e pted  S e 15 ,   2019       N o w ad a y s ,   t h ere  h a s   b een   g ro w i n g   i n t eres t   i n   t h Mas s i v MIMO   a s   res u l t   o i mp r o v i n g   t h r o u g h p u t   b y   l e v erag i n g   s p a t i a l   freed o m   an d   array   g ai n .   It   i s   eq u i p p ed   w i t h   mi l l i met er  w av (mm  W a v e)  b a n d s   t o   res o l v t h h i g h     p at h - l o s s .   It   i s   k n o w n   fro t h l i t erat u re  t h a t   i t era t ed   a l g o ri t h ms   are  u s u al l y   u s e d   t o   at t a i n   t h h y b r i d   p rec o d er s   t o   acco mp l i s h   s p ec i fi o p t i m i zat i o n   o b j ect i v e.   T h u s ,   t h c o mp l ex i t y   rema i n s   h i g h   b ecau s each   i t erat i o n   may   i n c l u d s i n g u l ar  v a l u d eco m p o s i t i o n ,   t h ma t ri x   i n v e rs i o n ,   an d   s o   o n   t h a t   mo t i v a t es   u s   t o   s p l i t   t h h y b r i d   p reco d i n g   an d   co m b i n i n g   p r o b l em  i n t o     sub - p r o b l ems .   T h p ro p o s ed   s o l u t i o n   i s   m u l t i - u s er   Mas s i v MIM O   h y b ri d   b eamfo rm i n g   b as ed   o n   co n v ex   o p t i mi za t i o n   p r o b l e t h at   i s   ap p l i e d   an d   s o l v e d   fo es t i mat i n g   t h d i g i t al   p r e co d i n g   t o   el i m i n a t i n t er - u s er  i n t erfere n ce   w h i l u s i n g   co d e b o o k s   t o   s e l ect   an a l o g   b eamfo rmer s .   It   i s   ap p are n t   i n     t h maj o ri t y   o cas e s ;   t h p ro p o s ed   b eamfo rm i n g   p erfo r man ce  i s   h i g h er  t h a n   o n l y - a n al o g   b eamfo rm i n g ,   s i n g l e - u s er  (n o   i n t erfere n ce ),   t h Z p r eco d i n g ,   t h MMSE   p reco d i n g ,   an d   t h K a l man   p rec o d i n g   w h ere  t h fu l l   d i g i t al   s o l u t i o n   i s   co n s i d erab l as   t h b en c h mark   p o i n t   w i t h   d i fferen t   s cen ar i o s   d u e   t o   t h r ed u ct i o n   o f   u s er  i n t erfere n ce.   T h u s ,   t h ere  i s   n o   c o n s i d erat i o n   f o r   co mp l i ca t ed   o p era t i o n s   s u c h   as   S V D   o i n v ers i o n   mat r i c es   as   w el l   a s   n o   n e ed   fo d at e s t i mat i o n .   O u p ro p o s ed   s o l u t i o n   can   s erv l arg n u m b er  o u s er s   s i mu l t an e o u s l y   d u t o   mo re  d i rec t i v g ai n   b y   u s i n g   n u mero u s   a n t e n n a s   at   BS.   Bas ed   o n   i t s   l es s   co m p l e x i t y   a n d   k ee p i n g   p erf o rma n ce ,   o u s o l u t i o n   can   b reco mmen d ed .   K e y w o r d s :   C onve opti mi z a ti on   Hybr id  pr e c oding   M il li mete r   wa ve   ( mm   W a ve )   M ult i - us e r   mas s ive  M I M O   Th i s   i s   a n   o p en   a c ces s   a r t i c l u n d e r   t h CC  B Y - SA   l i ce n s e .     C or r e s pon din A u th or :   M oha mm e Khudhur   Hus s e in   C oll e ge   of   I n f or mation   E nginee r ing ,     Al - Na hr a in  Unive r s it y,     B a ghda d,   I r a q .   E mail:   mohammed . khudhur @gmail . c om       1.   I NT RODU C T I ON   I r e c e nt  ye a r s ,   r e s e a r c he r s   ha ve   s hown  a   r e ne we int e r e s in  mi ll im e ter   wa ve   ( mm   W a ve )   ba nds   f or   f utur e   c e ll ular   s ys tems   [ 1 - 3] .   T he   s hor tage   of   s ub - GH z   s pe c tr um  r e s our c e s   mea n s   that  c onve nti ona c e ll ular   s ys tems   s uf f e r   f r om  a   hos o f   pit f a ll s   s uc a s   the  r a pid  gr owth  in  mobi le  inf o r mation  tr a f f ic,   low  late nc y,   e nor mous   c onne c ti vit y,   a nd  low  e ne r gy  c ons umpt ion  in  2020  a nd  be yond.   T he   r a nge   be twe e a nd  30 0   GH z   e na bles   the  a c c e s s   to  wir e les s   tr a ns mi s s ion s   with  lar ge   unde r us e ba ndwidths   a nd  make s   it   e a s ier   to  a pply  c ompac lar ge   a ntenna   a r r a ys   due   to  it s   s hor t   wa ve length  [ 4 - 6] ,   a s   de tailed  in  F igur e   1 .   M a s s ive  M ult ipl e - I nput  M ult ipl e - Output  ( M a s s ive   M I M O)   i s   a   r e li a ble  tec hnique,   whic im pr ove s   thr oughput  by  leve r a ging   s pa ti a f r e e dom  a nd   a r r a ga in  [ 7] .   T o   e na ble  mul ti - gigabit  da t a   r a tes ,     the  int e gr a ti on  of   mm   W a ve   ba nds   with  mul ti - us e r   M a s s ive  M I M ( M U - M a s s ive  M I M O)   s ys tems   a r e   a   vit a Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         I ntegr ati ng  mill ime ter   w av e   w it hy br id  pr e c oding  multi us e r   mas s ive   …  ( M ohamm e K hudhur   Hus s e in )   91   a s pe c t   [ 8] .   M or e ove r ,   the   lar ge - s c a le  a ntenna   a r r a ys   f or   e a c B a s e   S tation  ( B S )   a nd   M obil e   S tation   ( M S s ) ,   a s   we ll   a s   the  pr e c oding   ( be a mf or m ing) ,   whic c ont r ibut e   to  the   e li mi na ti on   of   us e r s   int e r f e r e nc e   a nd  a c hieve   va r ious   be ne f it s   s uc h   a s   c a nc e li ng   out   nois e   a nd   f a s f a di ng   thr ough   highl y   di r e c ti ona be a m f or mi n [ 9 ,   10] .   On  the  other   ha nd s mall - c e ll s   s uc a s   mi c r o - c e ll s ,   f e mt o - c e ll s ,   a nd  p ico - c e ll s   that  c a c ombi ne   m W a ve   a nd  M a s s ive  M I M to  a void  s ignal  a tt e nua ti on  a n a c hieve   3D  be a mf or mi ng   [ 11 ] .           F igur e   1.   M W a ve   s pe c tr um   [ 6]       F or   mm   W a ve   M a s s ive  M I M s ys tems ,   ba s e on  a   li ter a tur e   pe r s pe c ti ve ,   a   f ull y   digi tal   pr e c oding   s olut ion  whe r e   e a c a ntenna   li nks   to  a   de dica ted  R F   c ha in  that  is   known  a s   a im p r a c ti c a s olut ion  f or   h igh   f r e que nc be c a us e   of   high   c os ts   a nd   high   pow e r   c ons umpt ion   [ 12 ,   13] .   Al though  a n   a na log   p r e c oding  s olut ion  is   les s   c ompl ica ted  with  a   pha s e   s hif that  c ontr ols   s ignal  pha s e s ,   the  c a pa c it c a nnot  be   c on s ider a bly   im pr ove d.   As   a   r e s ult ,   the  a na log  p r e c ode r s   pe r f or les s   than  the  f ul ly  digi t a l   pr e c ode r s   [ 14 ] .   I th is   c ontext,   a   hyb r id   be a mf or mi ng   s olut ion   e x ploi ts   a na log   be a mf or mer s   in   the   R F   domain   a nd  digi tal  pr e c ode r s   in  the   ba s e ba nd,   whic a r e   c o ns ider e a s   a   pr omi s ing  s olut ion  to  thes e   c ha ll e nge s   a nd   e na ble  us   to   take   the   a dva ntage s   of   both   the   s olut i ons   [ 1 5] .   M os o f   the  c u r r e nt   r e s e a r c ha s   tende d   to  f oc us   on  s ingl e - us e r   M I M ( S U - M I M O)   s c he me s   in  t he   li ter a tur e ,   a lt hough   ther e   a r e   f e s tudi e s   on   t he   hybr id  be a mf or mi ng   f or   mul ti - us e r   M a s s ive  M I M ( M U - M a s s ive  M I M O)   s c he mes   that  c a n   im pr ov e   s ys tem  c a pa c it a nd  s pe c tr a e f f icie nc [ 11 ,   16 - 22] .   T he   hybr id  p r e c oding  a lgo r it hms   r e quir e   a   pe r f e c c ha nne s tate   inf or mation   ( C S I )   thr ough   thei r   de s ign,   a lt hough  it   is   dif f icult  in   mm   W a ve   M I M s ys tems   due   to  a   c ha nne matr ix  mea s ur e ba s e on    the  s e lec ti on  of   a na log  be a mf or mer s   a the  ba s e ba nd  [ 23] .   M a ny  a ppli c a ti ons   ne e the  s pe c tr um  that  r a nge s   be twe e a nd  300GH z .   T he   a uthor s   in   [ 24 ]   us e C ognit ive  R a dio  Ne twor ks   to   a void  the   lac of   S p e c tr um.   I [ 25] ,   the   a uthor s   pr opos e a   mathe matica m ode that  r e quir e s   the  high   c a r r ier   f r e que nc f o r   us ing  a   W ir e les s   Vide to  moni tor   T r a ns por I n f r a s tr uc tu r e .   I n   [ 26 ] ,   the  a utho r s   de s igned  a   c ir c uit   to  e nha nc e   ga in  a nd  r e duc e powe r   c ons umpt ion  us e in  dif f e r e nt  wir e les s   s y s tems .   T he   a uthor s   in  [ 27]   o f f e r e a   B la c S pots   W a r ning  Applica ti on  that   r e duc e s   c r a s he s   a blac s pots .     F or   mm   W a ve   M U - M a s s ive  M I M s ys tem s ,   t he r e   a r e   s e ve r a p r e vious   s tudi e s .   T he   a uthor s     in  [ 28 ,   29 ]   s ugge s ted  the   a na log  pr e c oding   s olut ions   with  low - c os pha s e   s hif ter s   a s   a n   a lt e r na ti ve   to     the  f ull - digi tal  p r e c oding  s olut ion.   How e ve r ,   it   ha s   li mi ted  a bil it y   to   ha ndle  int e r - us e r   int e r f e r e nc e .   Author s   in  [ 30]   pr opos e hybr id   be a mf or mi ng  ba s e on   a   Ka lm a c r it e r ion  to  e li mi na te  int e r - us e r   int e r f e r e nc e .     I [ 31 ] ,   the  a utho r s   u s e a   z e r o - f or c ing   ( Z F )   p r e c oding  s olut ion  with   the   pr opos e c ha nne e s ti mation  a lgor it hm.   Author s   in   [ 32 ,   33]   de ve loped   hybr i be a mf or m ing   ba s e on   a   mi nim um   mea n   s qua r e   e r r o r   ( M M S E ) .   I [ 34] ,   the  a uthor s   de ve loped  a   f e e dba c mec ha nis that  would  a ll ow  th e   B S   to   pr oduc e     a   s ophis ti c a ted  R F   pr e c oding  s tr uc tur e .   I [ 2] ,   the  a uthor s   I nve s ti ga ted  the  hybr id  pr e c oding  a nd  c ombi ning   ba s e on  the   pe r f e c t   knowle dge   o f   the  C S I ,   while   a   s ingul a r   va lue   de c ompos it ion  ( S VD )   is   us e to   a c hieve   the  a na log  c ombi ne r   o f   e a c us e r   while   the  F r obe nius   matr ix  of   the  mat r ix  is   m ini mi z e to   c ompl e te     the  a na log  a nd  digi tal  pr e c oding  thr ough  the  a lt e r n a ti ng  opti mi z a ti on  a ppr oa c h.   I [ 35] ,   the  a uthor s   pr opos e the  us e   o f   the  a lt e r na ti ve   M M S E - ba s e a   ge ne r a li z e E igen - de c ompos it ion  ( GE VD )   to   a c hiev e   a na log  be a mf or mi ng,   while  a   Ka r us h - Kuhn - T uc ke r   ( KK T )   is   us e to  opti mi z e   d igi tal  pr e c oding .   I n   [ 36] ,   the   a uthor s   us e metr ics   via  the  opti mi z a ti on  a ppr oa c to   a c hieve   a na log  a nd  digi tal  p r e c oding.   F inally,   the   a uthor s     in  [ 37]   s ugge s ted  a it e r a ti ve   a lgor it hm  us ing  the   KK T - ba s e pe na lt dua de c ompos it ion  tec hnique.   I c ompar is on,   the   two  a ppli c a ti ons ,   the   s pe c if ica ti ons ,   a nd  ne e ds   of   e a c a ppli c a ti on   f o r   thei r   r e gular   a c ti vit s hould  be   de ter mi ne a nd  then   c ompar e [ 38] .   Va r ious   mea s ur e s   a nd  tec hniques   mus be   a dopted  to  mi nim ize   r e a s ons   a nd  im pa c ts   to  im pr o ve   c omm unica ti on  [ 39] .   I is   known  f r om  the  li te r a tur e   that   it e r a ted  a lgor it hms   a r e   us ua ll us e to  a tt a in   th e   hybr id  pr e c ode r s   to  a c c ompl is a   s pe c if ic  opti mi z a ti on  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    90   -   98   92   objec ti ve .   T hus ,   th e   c ompl e xit r e mains   high   be c a us e   e a c it e r a ti on  may   include   s ingul a r   va lue  de c ompos it ion,   the  matr ix   inver s ion,   a nd  s on .     T he   a bove   r e a s ons   mot ivate   us   to   s pli t   the  hybr id  p r e c oding  a nd   c ombi ning  p r oblem   int o     s ub - pr oblems .   T he   p r opos e s olut ion   invol ve s   tw pha s e s :   f ir s tl y ,   the   a na log  be a mf o r mi ng   a nd  c o mbi ning   matr ice s   a r e   de s igned  to  obtain  the  maximum   e ne r gy  pr in c ipl e   f or   s ingl e - us e r   s ys tems .   S e c ondly,   a   c onve opti mi z a ti on  p r oblem   is   a ppli e d   a nd   s olved  to   e s ti mate   the  d igi tal   pr e c oding,   whic h   is   us e to   e li mi na te    int e r - us e r   int e r f e r e nc e .   T he   nove lt y   of   th is   wor c a be   s umm a r ize a s :   -   W e   f or m   the  c ha nne l   matr ix   ba s e on   a   c oll e c ti on  of   a r r a r e s pons e   ve c tor s   with   low   f e e dba c r a te  while  us ing  c ode books   to  s e lec a na log  be a mf or mer s .   Af ter   that ,   a   c onve opt im iza ti on  pr ob lem  is   a ppl ied  a nd   s olved  to  e s ti mate   the   digi tal   pr e c oding.   T hus ,   the r e   is   no   c ons ider a ti on  f or   c ompl ica ted  ope r a ti ons   s uc a s   S VD   or   inve r s ion  matr ice s   while  ke e ping   pe r f or m a nc e .   -   T he   F r obe nius   nor of   the  matr ix  include s   on l the  a na log  pr e c oding,   a na log  c ombi ning,   a nd   c ha nne l   matr ix  while  ther e   is   no   ne e f or   da ta  e s ti mation.   -   Unde r   the   s a me  c ondit ions ,   our   a na lyt ica a nd   s i mul a ti on  f indi ngs   s how  that   pr opos e d   pr e c oding  a c hieve s   be tt e r   s pe c tr a e f f icie nc than   other   e xis ti n g   hybr ids   s uc a s   the  Z F   pr e c oding  [ 27] ,   the   M M S E     pr e c oding  [ 21,   28] ,   a nd   the  Ka lm a p r e c oding  [ 26] .       2.   RE S E AR CH  M E T HO D     No tations I n   thi s   s tudy,   A   a nd  a   a r e   a   matr i a nd  a   ve c tor ,   while   | | ,  , ,   a r e   it s   de ter mi na nt,   F r obe nius   nor m,   tr a ns pos e ,   a nd  He r mi ti a n,   r e s pe c ti ve ly.   I   a nd  E [ . ]   de note   the  identit matr ix   a nd  the  e xpe c tation.      I s   us e to   indi c a te  ( M )   c o mpl e matr ix .     2. 1 .   S ys t e m   m od e l     F or   the  mul ti - us e r   mm W a ve   mas s ive  M I M s ys tem,   we   c ons ider   the  s ingl e   B S   a nd  us e r s   a s   il lus tr a ted  in  F igu r e   2,   whe r e   the  B S   with  N BS   a nt e nna s   a nd     R F   c ha ins   that  tr a ns mi ts   N S   da ta  s tr e a ms   to  us e r s ,   e a c with  N MS   a ntenna .           F igur e   2.   P r opos e hyb r id  p r e c oding  s ys tem       At  the   B S   s ide,   the   digi tal   p r e c ode r   mat r ix               digi tally  pr oc e s s e s   NS  da ta   s tr e a ms   f oll owe by   the  a na log  be a mf o r mi ng   mat r ix             that  e xploi ts   pha s e   s hif ter s   to  mi nim ize   e ne r gy  c ons umpt ion  a nd  c os ts ,   s that  th e   B S   tr a ns mi ts   the  f inal  hybr id  pr e c ode s ignal  to  us e r s ,   that  is   whe r e            1   de notes   the  t r a ns mi tt e ve c tor   a nd           1   de notes   the  input   ba s e ba nd  ve c tor .   Ne xt,     the  r e c e ived  s ignal  a us e r   k   be c omes ;     = R F B B 1   F F S =   ( 1)         = RF BB + .     ( 2)     wh e r e   1   is   the   r e c e ived  ve c tor ,       is   the   c ha nne matr ix,   a nd    1   is     the  Ga us s ian  nois e   ve c tor   s a ti s f ying   2 []   S H k k N E n n I = .   At  the  r e c e i ve r   s ide,   a a na log  c ombi ne r   mat r ix   RF  ×    c ombi ne s   the  r e c e ived  s ignal  to   e s ti ma te  the  pr oc e s s e da ta,   given  by;   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         I ntegr ati ng  mill ime ter   w av e   w it hy br id  pr e c oding  multi us e r   mas s ive   …  ( M ohamm e K hudhur   Hus s e in )   93   ̂ = ( RF ) RF BB + ( RF ) .   ( 3)     T he   pa th  los s   in  the  mm W a ve   ba nd  is   r e a li s ti c .   T he   mm - W a ve   M I M c ha nne model  be twe e n     the  B S   a nd  the   us e r s   that  ha s   li mi ted  s c a tt e r s   with  N ra y   s c a tt e r s   in  c ontr a s to   the  low - f r e que nc y   c ha nne l,   that  is ;     =  +       (  , ) (  (  , ) ) = 1     ( 4)     whe re   , MS l   a nd  , BS l   a r e   Angle s   o f   Ar r ival   ( AoA )   a nd  An gles   of   De pa r tu r e   ( AoD )   r e s pe c ti ve ly,   a nd  u l   i s   c ompl e pa th  ga ins .   T he   a r r a r e s pons e   ve c tor   f o r   li ne a r   a r r a ys ,   whic h   take s   the   f or m   o f   whe r   de notes   the  c a r r ier   wa ve length ,   a nd  /2 d =   that  ind ica tes   the  int e r - a ntenna   s pa c ing.      ( ) = 1  [ 1 , . . . . . . . . . . , (  1 ) 2  ( ) ]   ( 5)      ( ) = 1  [ 1 , . . . . . . . . . . , (  1 ) 2  ( ) ]   ( 6)     2. 2 .   P r ob lem   f or m u lat io n   I the   be ginni ng,   a n   e f f e c ti ve   f e e dba c c ha nne is   a   f e a s ibl e   s olut ion  to   tac kle  huge   tr a ini ng   s ignal  ove r he a d.   T he n,   the  B S   c a lcula tes   the  d igi tal  p r e c ode r   that  c a n   e li mi na te   int e r - us e r   int e r f e r e nc e .   F inally ,     the  pr oblem  of   int e r e s is   to  maximi z e   the  a c hieva ble  r a te  of   the  s ys tem  a f ter   c a lcula ti ng  the  a na log  be a mf or mi ng,   the  e f f e c ti ve   c ha nne a nd  the  d igi tal  pr e c oding,   whic take s   the   f or m   of ;      = ( RF ) RF   ( 7)     =  2 ( 1 +  |   BB | 2  |   BBu | 2 + 2  = 1 ) = 1   ( 8)     2. 3.   P r op os e d   h yb r id   b e am f or m i n g   T he   qua nti z e R F   pr e c oding  ve c tor s   or   the  a r r a y   r e s pons e   ve c tor s   pr oduc e   c ode wor ds   ( c olum ns )     a the  AoD .   T he   pr opos e hybr id   pr e c oding  e xploi ts   c od e books   f or   s e lec ti ng  the  a na log   be a mf or mi ng/combini ng  ve c tor s .   On  the  other   h a nd,      2   indi c a tes   tr a ns mi tt e powe r   c ons tr a int ,     that  is   ;        ,   ̂  2   su bjec to  1 { , . . . . . . . , } R F m F f f   ( 9)   2 R F B B K F FF P     whe r K P   de notes   the  tr a ns mi tt e d   powe r .   F or   e a c dir e c ti on,   the  B S   pe r f or ms   tr a ini ng  pa c ke ts   f oll owing  by  c a lcula ti ng  the  r e c e ived  s ignal   s tr e ngth  indi c a tor   ( R S S I ) .   T he n,   e a c us e r   e s ti m a tes   the  e f f e c ti ve   c ha nne in  a ll   dir e c ti on  to   f e e d   the  B S .   F igur e   3   s hows   the  t r a ns mi s s ion  pr otocol.   T he   c onve opti mi z a ti on  p r oblem  is   a ppli e a nd   s olved  f or   a ppr oxim a ti ng  pr oblem   in  ( 9)   by  us ing  opti mi z a ti on  tool s .     BB , 2 m i n R F B B S N e f f F FF IH F E   s ubjec to  1 { , . . . . . . . , } R F m F f f   ( 10)   2 R F B B K F FF P   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    90   -   98   94       F igur e   3.   T r a ns mi s s ion  pr otocol  be twe e tr a ns mi tt e r   a nd  the  two   us e r       B a s e on  the  a bov e   e xpr e s s ion,   ther e   is   no  ne e f or   e s ti mation  da ta.   At  the  f i r s pha s e ,   the  a na log   pr e c oding  a nd  c ombi ning  matr ice s   a r e   c a lcula ted  to  c onve xit the  non - c onve e xpr e s s ion.   T hus ,   th e   digi tal  pr e c oding  is   opti mi z e d.   I n   thi s   s e c ti on,   we   c om pa r e   the   pr opos e s olut ion   with   the   p r e vious   w or ks   a nd    the  f ull digi tal   pr e c ode r   ( opti mal  c a s e ) .   T he   s of twa r e   pa c ka ge   is   M a tl a f or   s im ulation  a nd  e v a luation.     T a ble  s hows   the  s im ulation  pa r a mete r s .       T a ble  1.   T he   s im ulation   pa r a mete r s   P a r a me te r s   V a lu e s   N umbe r  of  U P A  T X  a nt e nna s   N umbe r  of  U P A  R X  a nt e nna s   T he  numbe r  of   us e r s   T he  a z im ut h A oA s /AoDs   T he  e le va ti on A oA s /AoDs   T he  numbe r  of  c ha nne pa th s   64,81,256   4,16   4,8   [0 ;   2 π ]   [ - π/ 2 ;  π/ 2]   1,10   N umbe r  of  i te r a ti ons   1000       3.   RE S UL T S   A ND   AN AL YSI S   W it the  incr e a s e   of   S NR ,   ther e   is   no   doubt  that  t he   pr opor ti ona l   logar it hmi c   r e lations hip  incr e a s e s   the  s pe c tr a e f f icie nc y.   F igur e   4   de mons tr a tes   that  only - a na log  be a mf or mi ng   is   not   a de qua te  due   to    the  ove r a ll   r e s tr iction   of   one   R F   c ha in.   M or e ove r ,   pha s e   s hif te r s   c a only   be   d igi tally   c ontr ol led  with   qua nti z e pha s e s ,   whic r e duc e s   the   pos s ibi li ti e s   f or   a dva nc e pr oc e s s ing  a nd   lea ds   to  poo r   pe r f or manc e .   T he r e f or e ,   only  one   da ta  s tr e a c a be   ha ndled,   a nd  a   s ignal  be a c a be   ge ne r a ted.   W hil e   ther e   a r e   ma ny  R F   c ha ins   us e by  the  digi tal   pr e c oding.   C ons e que ntl y,   the r e   a r e   s e ve r a da ta   s tr e a ms   to  ha ndle,   a nd  mul ti ple  be a ms   a r e   c r e a ted  f r om   a   s ingl e   a r r a y   s im ult a ne ous ly.   As   a   r e s ult ,   our   pr opos e d   s olut ion  e xploi t s   a na log  be a mf or mer s   in   the  R F   domain  a nd   digi t a l   pr e c o de r s   in  the   ba s e ba nd  that  lea ds   to   incr e a s e   da ta  r a tes   a nd  s pe c tr a e f f icie nc with  di mi nis hing  the  numbe r   of   R F   c ha ins   a nd  pr oc e s s ing  mul ti ple  da ta   s tr e a ms .     T he   pr opos e s olut ion   include s   s ys tem  a r c hit e c tur e   with  the   number   of   R F   c ha ins   a t   the  B S   a nd  a n   R F   c ha in  pe r   us e r   unde r   s im ulation  c onf igur a ti on   in   the  mul ti pa th   c ondit ion.   On   the  o ther   ha nd ,   th e   other s   pr e c oding  pe r f or ms   be tt e r   than  the  Z F   pr e c odin be c a us e   they  do   no a mp li f y   the   nois e   c ompa r e with     the  Z F   p r e c oding.   T he   f indi ngs   obtaine by   the  pr opos e s olut ion  c los e   to  the  s ingl e - us e r   one   that  m e a ns   our   pr opos e c a e li mi na te  int e r - us e r   int e r f e r e nc e ,   a s   we ll   a s   the  number   of   a ntenna s   a t   B S   a nd   M S s   t ha give    a   c ha nc e   to  r e duc e   int e r f e r e nc e .   I is   e xpli c it   that  the  pr opos e a lgor it hm  pe r f or manc e   is   higher   tha hybr id  pr e c oding  f or   K a lm a n,   a nd   M M S E   by   ne a r ly   0. 3b/s /Hz ,   a nd   0. 7b/s / Hz ,   r e s pe c ti ve ly,   a S NR   =   20dB .     T he   r e a s on  f or   thi s   is   that  our   pr opos e s olut ion  s pli the  hybr id   pr e c oding  a nd  c ombi n in g   pr o blem  int o     s ub - pr oblems .   As   a   r e s ult ,   that   lea ds   to   e na bli ng   be tt e r   a djus tm e nt   of   the   pr e c oding   ba s e ba nd  ma tr ix,   a nd   other s   matr ice s .   F igur e   5   indi c a tes   the  s im ulation  c onf igu r a ti on  w i th  the  number   of   a ntenna s   NB S   =   81 ,   NM S   =   4,     the  number   of   us e r s   =   4,   a nd  the  number   o f   c ha nn e pa ths   =   10  while  F igu r e   r e f e r s   NB S   =   256,   N M S   =   16,     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         I ntegr ati ng  mill ime ter   w av e   w it hy br id  pr e c oding  multi us e r   mas s ive   …  ( M ohamm e K hudhur   Hus s e in )   95   the  number   of   us e r s   =   4 ,   a nd   the   number   of   c ha nne pa ths   =   10 .   W it the   incr e a s e   in   the  nu mber   o f   a ntenna s   a B S   a nd  M S .   As   a   r e s ult ,   that   lea ds   to   incr e a s e   t he   s pe c tr a e f f icie nc y,   a nd  da ta   r a te   owning   of   mo r e   r e us e   c ha nne ls   ba ndwidths .   I n   pr a c ti c e ,   mo r e   a ntenna s   a r e   r e quir e d   a t   the   B S   than  a t   the   M S .   T he   f indi n gs   ve r if y   that  the  p r opos e s olut ions   a r e   be ing  im p r ove whe r e   the   number   o f   the   a ntenna   is   mor e .   Ac c or ding  to     t he   two  f igu r e s   be low,   the  p r opos e a lgor it hm   pe r f or manc e   is   higher   than  hybr id   pr e c oding  f or   Ka l man,   Z F ,   a nd  M M S E .   T he   r e a s on  f o r   thi s   is   that  the  numbe r   of   c ha nne f e e dba c bit s   a nd   a ntenna s   a r e   dir e c tl r e late d.   F igur e s   7   a nd  8   indi c a tes   the   s im ulation   c onf ig ur a ti on  w it h   the   number   of   c ha nne l   pa ths   =   10,     the  number   of   us e r s   =   8,   a nd   other   di f f e r e nt  pa r a mete r s .   W it the  incr e a s e   the  number   o f   us e r s   the  Z F   pr e c oding  is   not  s uf f icie nt  owing  to  it s   mul ti - pa th  f a il ur e ,   while   the  pr opos e a lgor it hm  p r ovides   the  be s t   s pe c tr a e f f icie nc with  the  Ka lm a a nd   the  M M S E   pr e c oding .   T he   r e a s on  f or   thi s   the  be tt e r   a djus tm e nt  of     the  pr e c oding  ba s e ba nd  matr ix,   a nd  othe r s   matr ice s   by  pr opos e s olut ion.   F igur e   indi c a tes   the  s im ulation  c onf igur a ti on  with  the  number   of   us e r s   =   a nd  the  num be r   o f   a ntenna s   NB S   =   64,   NM S   =   4.   I s hows   that   the  d if f e r e nt   hybr id   a lgor it hms   ha ve   a   s im il a r   r e s ult   f o r   a   s ingl e   pa th  s c e na r io.   T he   incr e a s ing  number   of   pa ths   mea ns   that  their   s pe c tr a e f f icie nc ies   a r e   s hif ted  a w a f r om     the  f ull digi tal  c ur ve ,   whe r e a s   the  Z F   pr e c oding  c ons ider s   wor s e   c a s e   due   to  it s   lac in  e xploi ti ng  mul ti pa th  c ha nne ga ins .           F igur e   4.   V a r ious   a lgor it hms   in  a   64× mm   W a ve   M I M s ys tem  with  the  number   o f   us e r s   =     a nd  the  number   o f   c ha nne pa ths   =   10       F igur e   5.   D if f e r e nt  a lgor it hms   in  a n   81× the  mm   W a ve   M I M s ys tem  with   the  number   of   us e r s   =   a nd  the  number   o f   the   c ha nne pa ths   =   10           F igur e   6 D if f e r e nt  a lgor it hms   in  a   256× 16  the  mm   W a ve   M I M s ys tem  with  the  number   of   us e r s   =   a nd  the  number   o f   the   c ha nne pa ths   =   10       F igur e   7.   D if f e r e nt  a lgor it hms   in  a   64× the  mm   W a ve   M I M s ys tem  with  the  number   of   us e r s   =   a nd  the  number   o f   the   c ha nne pa ths   =   10   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    90   -   98   96       F igur e   8.   D if f e r e nt  a lgor it hms   in  a   256× 16  mm   W a ve   M I M s ys tem  with   the  number   of   us e r s   =   a nd  the  number   o f   the   c ha nne pa ths   =   10       F igur e   9 D if f e r e nt  a lgor it hms   in  a   256 × 16  mm   W a ve   M I M s ys tem  with the  number   of   us e r s   =     a nd   the  number   o f   c ha nne pa ths   =   1       I is   a ppa r e nt  in   the   major it y   of   c a s e s the  pr o pos e be a mf or mi ng  pe r f or manc e   is   higher   than     only - a na log  be a mf or mi ng,   s ingl e - us e r   ( no   int e r f e r e nc e ) ,   the   Z F   pr e c oding,   the   M M S E   pr e c odi ng,   a nd     the  Ka lm a pr e c oding  whe r e   the  f ull   digi tal  s olut ion  is   a   c ons i de r a ble  a s   the  be nc hmar point   with  dif f e r e nt   s c e na r ios .   Hybr id  pr e c oding  ha s   a   higher   c ove r a ge   ga in  than  a na log  be a mf o r mi ng ,   e s pe c ially  f or   mas s ive  number s   of   B S   a ntenna s .   Ou r   pr opos e s olut ion   c a s e r ve   a   lar ge   number   of   us e r s   s im ult a ne ous ly  due   to   mor e   dir e c ti ve   ga in   by  us ing  numer ous   a nten na s   a B S .   B a s e on  it s   les s   c ompl e xit a nd   ke e ping    the  pe r f or manc e ,   our   s olut ion  c a be   r e c omm e nde d.       4.   CONC L USI ON   I thi s   wo r k,   we   ha ve   pr opos e a   hybr id   be a mf o r mi ng  s c he me  ba s e on  the   c onve opti mi z a ti on   pr oblem  f o r   M U - M a s s ive  M I M s ys tem s .   T he   a na log  be a mf or mi ng   a nd  c ombi ning   a r e   de s igned  to  obtain   the  maximum   e ne r gy  pr inciple   f or   s ingl e - us e   s ys te ms .   Af ter   that ,   the  c onve opti m iza ti on  pr oblem  is   us e to  e s ti mate   the  digi tal  pr e c oding  to   e li mi na te  int e r - u s e r   int e r f e r e nc e .   Unde r   the  s a me  c ondit ions ,   our   a na lyt ica l   a nd  s im ulation  f indi ngs   s how  that  p r opos e pr e c o ding  a c hieve s   be tt e r   s pe c tr a e f f icie nc than   other   e xis ti ng  hybr ids .   I n   the  f utur e ,   our   wor k   will   be   e xtende to  joi n hybr id  pr e c oding   with  us e r - be a s c he du li ng  to   lowe r   c ompl e xit mo r e .       RE F E RE NC E S   [1 ]   R.   I.   Bo b y ,   K .   A b d u l l ah ,   A .   Z .   J u s o h ,   N .   Par v een ,   an d   A .   L .   A s n aw i ,   “A   w i re l es s   p reco d i n g   t ec h n i q u e   fo r   mi l l i me t re - w a v MIMO   s y s t em  b as e d   o n   SIC - MMSE , ”  TE LKO M NIK A   Tel eco m m u n i ca t i o n   Co m p u t i n g   E l ec t r o n i c s   a n d   C o n t r o l ,   v o l .   1 7 ,   n o .   6 ,   D ec  2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 1 2 9 2 8 / T E L K O MN I K A . v 1 7 i 6 . 1 2 8 0 2 .   [2 ]   K .   D u an ,   H .   D u ,   an d   Z .   W u ,   “H y b r i d   A l t ern a t i n g   Pr eco d i n g   an d   Co m b i n i n g   D e s i g n   f o mmW av Mu l t i - U s er   MIMO   Sy s t ems , ”  2 0 1 8   IE E E / CIC  In t er n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   C o m m u n i c a t i o n s   i n   Ch i n a   (ICCC) ,   Bei j i n g ,   Ch i n a p p .   2 1 7 - 2 2 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ICCCh i n a. 2 0 1 8 . 8 6 4 1 1 6 3 .   [3 ]   F.   L i u ,   X .   K an ,   X .   Bai ,   R.   D u ,   an d   Y .   Z h an g ,   “T w o - St a g H y b ri d   Preco d i n g   A l g o ri t h Ba s ed   o n   Sw i t c h   N et w o rk   fo Mi l l i me t er  W av Mi m o   Sy s t ems , ”  P r o g r es s   i E l e ct r o m a g n et i cs   R e s ea r ch   M ,   v o l .   7 7 ,   p p .   1 0 3 1 1 3 ,   J an u ary   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 5 2 8 / PI E RM1 8 1 0 2 8 0 1 .   [4 ]   Y .   L u ,   C.   Ch en g ,   J .   Y an g ,   an d   G .   G u i ,   “Imp ro v ed   h y b r i d   p reco d i n g   s c h eme  fo mmW av l ar g e - s ca l MIMO   s y s t ems , ”  I E E E   A cces s ,   v o l .   7 ,   p p .   1 2 0 2 7 1 2 0 3 4 ,   2 0 1 9 ,   doi 1 0 . 1 1 0 9 / A CC E SS. 2 0 1 9 . 2 8 9 2 1 3 6 .   [5 ]   H .   Y u an ,   J .   A n ,   N .   Y an g ,   K .   Y an g ,   an d   T .   Q .   D u o n g ,   “L o w   co mp l e x i t y   h y b r i d   p rec o d i n g   fo mu l t i u s er  mi l l i m et er   w av s y s t ems   o v er  freq u en c y   s e l ect i v ch a n n e l s , ”  IE E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   V e h i c u l a r   Tech n o l o g y ,   v o l .   6 8 ,   n o .   1 ,     p p .   9 8 3 - 9 8 7 ,   J an   2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / T V T . 2 0 1 8 . 2 8 8 0 7 8 7 .   [6 ]   D eep i k a   D .   Pai ,   “A   Su rv ey   o n   Mi l l i met er  W a v Mo b i l Co mmu n i ca t i o n s   fo 5 G   Cel l u l ar  N et w o r k s , ”  IJIR E E I CE   In t e r n a t i o n a l   Jo u r n a l   o f   I n n o va t i ve  R es e a r c h   i n   E l ec t r i ca l ,   E l ec t r o n i cs ,   In s t r u m en t a t i o n   a n d   C o n t r o l   E n g i n eer i n g v o l .   5 ,   n o .   6 ,   p p .   2 7 8 2 8 4 ,   J u n 2 0 1 7 .     [7 ]   Y .   G u o ,   L .   L i ,   X .   W en ,   W .   Ch en ,   an d   Z .   H an ,   “Su b - arra y - b a s ed   h y b r i d   p reco d i n g   d e s i g n   fo d o w n l i n k     mi l l i me t er - w a v mu l t i - u s er  mas s i v MIM O   s y s t e ms , ”  2 0 1 7   9 th   In t e r n a t i o n a l   Co n f er e n ce  o n   W i r el es s   Co m m u n i c a t i o n s   a n d   S i g n a l   P r o ce s s i n g   (W C S P ) ,   N a n j i n g ,   p p .   1 4 ,   2 0 1 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / W CSP. 2 0 1 7 . 8 1 7 1 1 5 9 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l         I ntegr ati ng  mill ime ter   w av e   w it hy br id  pr e c oding  multi us e r   mas s ive   …  ( M ohamm e K hudhur   Hus s e in )   97   [8 ]   S.   Bl an d i n o ,   G .   Man g rav i t i ,   C.   D e s s e t ,   A .   Bo u r d o u x ,   P.   W amb acq ,   an d   S.   Po l l i n ,   “Mu l t i - U s er  H y b ri d   MIM O   at     6 0   G H U s i n g   1 6 - A n t en n T ra n s m i t t ers , ”  I E E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   C i r c u i t s   a n d   S y s t e m s   I:  R eg u l a r   P a p er s ,   v o l .   6 6 n o .   2 ,   p p .   8 4 8 - 8 5 8 ,   Feb .   2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / T CSI. 2 0 1 8 . 2 8 6 6 9 3 3 .   [9 ]   J .   D u ,   W .   X u ,   H .   Sh e n ,   X .   D o n g ,   an d   C.   Z h ao ,   “H y b r i d   p rec o d i n g   arch i t ec t u re  f o ma s s i v m u l t i u s er  MIM O   w i t h   d i s s i p at i o n :   Su b - co n n ec t ed   o fu l l y   co n n ect e d   s t r u ct u res ?, ”  IE E E   Tr a n s a c t i o n s   o n   W i r e l es s   Co m m u n i ca t i o n s   v o l .   1 7 ,   n o .   8 ,   p p .   5 4 6 5 - 5 4 7 9 ,   A u g   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / T W C. 2 0 1 8 . 2 8 4 4 2 0 7 .   [1 0 ]   J .   J i n ,   Y .   R.   Z h en g ,   W .   Ch en ,   an d   C.   X i ao ,   “H y b ri d   Pr eco d i n g   fo Mi l l i met er  W a v MIMO   Sy s t em s   w i t h     Fi n i t e - A l p h a b et   In p u t s , ”  G L O B E CO M   2 0 1 7 - 2 0 1 7   IE E E   G l o b a l   C o m m u n i c a t i o n s   Co n f e r en ce ,   S i n g ap o re,   p p .   1 6 ,   201 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / G L O CO M. 2 0 1 7 . 8 2 5 4 8 5 .   [1 1 ]   S.   A l i ,   S.   A l q u h a i f ,   an d   I.   A h mad ,   “A n   o p t i mi ze d   h y b ri d   b eamfo rmi n g   fo mi l l i me t er  w av mu s as s i v MIMO   s y s t em, ”  3 Tecn o l o g i a   G l o s a s   d In n o va c i ó n   A p l i ca d a s   a   l a   p y m e ,   v o l .   7 ,   n o .   4 ,   p p .   9 3 1 0 8 ,   J an u ary   201 9   doi 1 0 . 1 7 9 9 3 / 3 c t ecn o . 2 0 1 9 . s p ec i al i s s u e. 0 9   [1 2 ]   A .   F.   Mo l i s ch   et   al . ,   “H y b ri d   Beamfo rmi n g   fo Mas s i v MIMO :   A   Su rv ey , ”  i n   IE E E   Co m m u n i c a t i o n s   M a g a z i n e v o l .   5 5 ,   n o .   9 ,   p p .   1 3 4 - 1 4 1 ,   Sep t   2 0 1 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / MC O M. 2 0 1 7 . 1 6 0 0 4 0 0 .   [1 3 ]   Z .   Z h o u ,   N .   G e,   Z .   W an g ,   an d   S.   Ch e n ,   “H ar d w are - ef fi ci e n t   h y b ri d   p rec o d i n g   fo m i l l i me t er  w a v s y s t ems   w i t h   mu l t i - fee d   refl ect arr ay s , ”  I E E E   A cces s ,   v o l .   6 ,   p p .   6 7 9 5 - 6 8 0 6 ,   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / A CC E SS. 2 0 1 8 . 2 7 9 3 2 2 3 .   [1 4 ]   O .   A l l u h ai b i ,   Q .   Z .   A h me d ,   C.   Pan ,   a n d   H .   Z h u ,   H y b ri d   D i g i t a l - to - A n al o g   Beam fo rm i n g   A p p r o ach e s   t o   Ma x i mi s e   t h Cap ac i t y   o mm - W av S y s t ems , ”  2 0 1 7   I E E E   8 5 th   V eh i cu l a r   Tech n o l o g Co n f e r en ce  (V TC  S p r i n g ) ,   Sy d n ey ,   N SW ,   p p .   1 - 5,   2 0 1 7 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / V T CSp r i n g . 2 0 1 7 . 8 1 0 8 3 8 5 .   [1 5 ]   T .   E .   Bo g al e   a n d   L .   B.   L e,   “Beamfo rmi n g   fo m u l t i u s er  ma s s i v MIM O   s y s t ems :   D i g i t a l   v er s u s   h y b ri d     an al o g - d i g i t al , ”  2 0 1 4   IE E E   G l o b a l   Co m m u n i ca t i o n s   C o n f er e n ce ,   A u s t i n ,   T X ,   p p .   4 0 6 6 4 0 7 1 ,   2 0 1 4 ,     doi 1 0 . 1 1 0 9 / G L O CO M. 2 0 1 4 . 7 0 3 7 4 4 4 .   [1 6 ]   M.   K i m,   J .   L ee,   an d   J .   L ee,   “H y b ri d   b eam f o r mi n g   f o mu l t i - u s er  t ra n s m i s s i o n   i n   mi l l i me t er  w av e   co mmu n i ca t i o n s , ”  2 0 1 7   In t er n a t i o n a l   Co n f e r e n ce  o n   I n f o r m a t i o n   a n d   Co m m u n i ca t i o n   Tec h n o l o g Co n ver g e n ce   (ICTC) ,   J ej u ,   p p .   1 2 6 0 1 2 6 2 ,   2 0 1 7 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / ICT C. 2 0 1 7 . 8 1 9 0 9 1 5 .   [1 7 ]   A .   A l k h at ee b ,   G .   L eu s ,   an d   R.   W .   H eat h ,   “L i mi t ed   Feed b ac k   H y b r i d   Preco d i n g   fo Mu l t i - U s e Mi l l i met er  W av e   Sy s t em s , ”  IE E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   W i r e l es s   Co m m u n i ca t i o n s ,   v o l .   1 4 ,   n o .   1 1 ,   p p .   6 4 8 1 - 6 4 9 4 ,   N o v   2 0 1 5 ,     doi 1 0 . 1 1 0 9 / T W C. 2 0 1 5 . 2 4 5 5 9 8 0 .   [1 8 ]   W .   N i   a n d   X .   D o n g ,   “H y b r i d   B l o c k   D i ag o n a l i za t i o n   f o Mas s i v Mu l t i u s er  MIMO   S y s t ems , ”  IE E E   T r a n s a ct i o n s   o n   Co m m u n i ca t i o n s ,   v o l .   6 4 ,   n o .   1 ,   p p .   2 0 1 - 2 1 1 ,   J an   2 0 1 6 ,   doi 1 0 . 1 1 0 9 / T CO MM. 2 0 1 5 . 2 5 0 2 9 5 4 .   [1 9 ]   F.   So h rab i   an d   W .   Y u ,   “H y b ri d   D i g i t a l   an d   A n al o g   Beamfo rmi n g   D es i g n   fo L arg e - Sca l A n t e n n A rr ay s , ”  i n   IE E E   Jo u r n a l   o f   S e l ect ed   To p i c s   i n   S i g n a l   P r o ces s i n g ,   v o l .   1 0 ,   n o .   3 ,   p p .   5 0 1 - 5 1 3 ,   A p r i l   2 0 1 6 ,     doi 1 0 . 1 1 0 9 / J S T SP. 2 0 1 6 . 2 5 2 0 9 1 2 .   [2 0 ]   D .   Y i n g ,   F.   W .   V o o k ,   T .   A .   T h o ma s ,   an d   D .   J .   L o v e,   “H y b ri d   s t r u ct u re  i n   mas s i v MIMO :   A c h i e v i n g   l arg s u m   rat w i t h   few er  RF  ch ai n s , ”  2 0 1 5   IE E E   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   Co m m u n i c a t i o n s   (ICC) ,   L o n d o n ,     p p .   2 3 4 4 2 3 4 9 ,   2 0 1 5 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / ICC. 2 0 1 5 . 7 2 4 8 6 7 5   [2 1 ]   L .   L i an g ,   W .   X u ,   an d   X .   D o n g ,   “L o w - Co mp l ex i t y   H y b r i d   Preco d i n g   i n   Mas s i v Mu l t i u s er  MIMO   Sy s t ems ,   IE E E   W i r el e s s   Co m m u n i ca t i o n s   Let t er s ,   v o l .   3 ,   n o .   6 ,   p p .   6 5 3 - 6 5 6 ,   D ec  2 0 1 4 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / L W C. 2 0 1 4 . 2 3 6 3 8 3 1 .   [2 2 ]   J .   Z h an g ,   M.   H aard t ,   I.   So l o v ey c h i k ,   an d   A .   W i es e l ,   “A   ch an n el   mat c h i n g   b a s ed   h y b r i d   an al o g - d i g i t al   s t rat e g y   fo r   mas s i v m u l t i - u s er  MIM O   d o w n l i n k   s y s t ems , ”  2 0 1 6   IE E E   S e n s o r   A r r a a n d   M u l t i c h a n n e l   S i g n a l   P r o ce s s i n g   W o r ks h o p   (S A M ) ,   Ri o   d J an er i o ,   p p .   1 - 5 ,   2 0 1 6 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / S A M. 2 0 1 6 . 7 5 6 9 6 9 3 .   [2 3 ]   J .   J i n ,   C.   X i a o ,   W .   Ch e n ,   an d   Y .   W u ,   “Ch an n el - S t at i s t i c s - Bas e d   H y b r i d   Prec o d i n g   fo M i l l i me t er - W a v MI MO   Sy s t em s   w i t h   D y n ami S u b arra y s , ”  i n   IE E E   T r a n s a ct i o n s   o n   C o m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   6 7 ,   n o .   6 ,   p p .   3 9 9 1 - 4 0 0 3 ,     J u n 2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / T C O MM. 2 0 1 9 . 2 8 9 9 6 2 8 .   [2 4 ]   A .   A .   A s t an e h   an d   S.   G h ei s ar i ,   “Rev i e w   an d   Co m p a ri s o n   o R o u t i n g   Me t ri c s   i n   C o g n i t i v Rad i o   N et w o r k s ,   E m e r g i n g   S ci e n ce  Jo u r n a l ,   v o l .   2 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 1 2 0 1 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 8 9 9 1 / es j - 2 0 1 8 - 0 1 1 4 3 .     [2 5 ]   K .   D .   K al i s t at o v ,   “W i rel e s s   V i d e o   Mo n i t o ri n g   o t h Meg aci t i e s   T ran s p o rt   In fra s t r u ct u re, ”  in  Ci vi l   E n g i n ee r i n g   Jo u r n a l   v o l .   5 ,   n o .   5 ,   p p .   1 0 3 3 1 0 4 0 ,   May   2 0 1 9 ,   d o i 1 0 . 2 8 9 9 1 / cej - 2 0 1 9 - 0 3 0 9 1 3 0 9 .   [2 6 ]   A .   O mi d i ,   R.   K aram i ,   P.   S.   E mad i ,   an d   H .   Mo ra d i ,   D es i g n   o t h L o w   N o i s A m p l i f i er  C i rcu i t   i n   Ba n d   L   fo r   Imp ro v t h G ai n   an d   C i rcu i t   S t ab i l i t y , ”  E m er g i n g   S c i en ce  Jo u r n a l ,   v o l .   1 ,   n o .   4 ,   p p .   1 9 2 2 0 0 ,   D ecem b er  2 0 1 7 doi :   1 0 . 2 8 9 9 1 / i j s e - 0 1 1 2 2 .     [2 7 ]   M.   Y azd an i   an d   A .   A .   Ra s s af i ,   “E v a l u a t i o n   o D r i v er s ’  A ffect a b i l i t y   a n d   Sat i s fac t i o n   w i t h   B l a ck   S p o t s   W arn i n g   A p p l i cat i o n , ”  in  Ci v i l   E n g i n eer i n g   Jo u r n a l ,   v o l .   5 ,   n o .   3 ,   p p .   5 7 6 ,   March   2 0 1 9 ,   d o i :   1 0 . 2 8 9 9 1 / cej - 2 0 1 9 - 0 3 0 9 1 2 6 9 .     [2 8 ]   V .   V en k a t es w ara n   an d   A . - J .   v an   d er  V ee n ,   “A n a l o g   Beamfo rmi n g   i n   MIMO   Co mmu n i ca t i o n s   w i t h   Ph as Sh i f t   N et w o r k s   an d   O n l i n Ch an n el   E s t i mat i o n , ”  in  IE E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   S i g n a l   P r o ce s s i n g ,   v o l .   5 8 ,   n o .   8 ,     p p .   4 1 3 1 - 4 1 4 3 ,   A u g   2 0 1 0 d o i 1 0 . 1 1 0 9 / T SP. 2 0 1 0 . 2 0 4 8 3 2 1 .   [2 9 ]   F.   G h o l am,   J .   V i a,   an d   I.   San t amari a,   “Beamf o rmi n g   D es i g n   f o Si m p l i fi e d   A n a l o g   A n t e n n a   Co m b i n i n g   A rch i t ec t u re s , ”  IE E E   Tr a n s a ct i o n s   o n   V eh i cu l a r   Tech n o l o g y ,   v o l .   6 0 ,   n o .   5 ,   p p .   2 3 7 3 - 2 3 7 8 ,   J u n   2 0 1 1   doi 1 0 . 1 1 0 9 / T V T . 2 0 1 1 . 2 1 4 2 2 0 .   [3 0 ]   A .   V i z zi e l l o ,   P.   Sav azzi ,   a n d   K .   R.   C h o w d h u r y ,   “A   k al man   b a s ed   h y b ri d   p reco d i n g   f o m u l t i - u s er  m i l l i me t er  w av e   MIMO   s y s t em s , ”  IE E E   A cce s s ,   v o l .   6 ,   p p .   5 5 7 1 2 - 5 5 7 2 2 ,   2 0 1 8 d o i 1 0 . 1 1 0 9 / A CCE SS. 2 0 1 8 . 2 8 7 2 7 3 8 .   [3 1 ]   L .   Z h ao ,   D .   W .   K .   N g ,   an d   J .   Y u an ,   “Mu l t i - U s er  Preco d i n g   an d   Ch a n n e l   E s t i ma t i o n   fo H y b r i d   Mi l l i me t er  W av e   Sy s t em s , ”  IE E E   Jo u r n a l   o n   S el ect e d   A r e a s   i n   Co m m u n i c a t i o n s ,   v o l .   3 5 ,   n o .   7 ,   p p .   1 5 7 6 - 1 5 9 0 ,   J u l y   2 0 1 7   doi 1 0 . 1 1 0 9 / J S A C. 2 0 1 7 . 2 6 9 9 3 7 8 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   1693 - 6930   T E L KO M NI KA   T e lec omm un   C omput   E C ontr o l Vol.   18 ,   No .   1 F e br ua r 2020 :    90   -   98   98   [3 2 ]   D .   H .   N .   N g u y en ,   L .   B .   L e,   an d   T .   L e - N g o c,   “H y b ri d   MMSE   p reco d i n g   fo mmW av mu l t i u s er  MIMO   s y s t e ms ,   2 0 1 6   IE E E   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   Co m m u n i ca t i o n s   (ICC) ,   K u al L u mp u r,   p p .   1 6,   2 0 1 6 ,     doi 1 0 . 1 1 0 9 / ICC. 2 0 1 6 . 7 5 1 0 8 4 4 .   [3 3 ]   H .   M.   E l mag zo u b   an d   Q .   Ch en ,   “O n   t h Mu l t i - U s er  MI MO   H y b r i d   Preco d i n g   D es i g n   i n   Mi l l i me t er  W av Cel l u l ar   Sy s t em s , ”  2 0 1 8   In t e r n a t i o n a l   Co n f e r en ce  o n   M i c r o w a ve  a n d   M i l l i m e t er   W a ve  Tec h n o l o g (IC M M T) ,   Ch e n g d u ,     p p .   1 3 ,   2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 1 1 0 9 / ICMMT . 2 0 1 8 . 8 5 6 3 6 3 9 .   [3 4 ]   M.   R.   Cas t el l a n o s   et   al . ,   “Ch an n e l - Reco n s t ru c t i o n - B as ed   H y b ri d   Preco d i n g   fo Mi l l i me t er - W a v Mu l t i - U s e r   MIMO   Sy s t em s , ”  in  IE E E   Jo u r n a l   o f   S el ec t ed   To p i c s   i n   S i g n a l   P r o ce s s i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   2 ,   p p .   3 8 3 - 3 9 8 ,   May   2 0 1 8 doi 1 0 . 1 1 0 9 / J S T SP. 2 0 1 8 . 2 8 1 9 1 3 5 .   [3 5 ]   J .   Co n g ,   T .   L i n ,   an d   Y .   Z h u ,   H y b ri d   MMSE   b ea mfo rmi n g   fo m u l t i u s er  m i l l i me t er - w a v co mm u n i ca t i o n   s y s t ems , ”  IE E E   Co m m u n i ca t i o n s   Let t e r s ,   v o l .   2 2 ,   n o .   1 1 ,   p p .   2 3 9 0 - 2 3 9 3 ,   N o v   2 0 1 8   doi 1 0 . 1 1 0 9 / L CO MM. 2 0 1 8 . 2 8 6 9 3 2 9 .   [3 6 ]   P.   Y .   T s a i   an d   X .   S.   H u an g ,   “D es i g n   o It era t i v H y b r i d   Beamfo rm i n g   fo M u l t i - U s er  mm W av Ma s s i v MI MO   Sy s t em s , ”  2 0 1 8   IE E E   I n t e r n a t i o n a l   W o r ks h o p   o n   S i g n a l   P r o ces s i n g   S y s t e m s   (S i P S ) ,   Cap T o w n ,   p p .   1 2 3 1 2 8 ,   2 0 1 8 ,   d o i 1 0 . 1 1 0 9 / S i PS. 2 0 1 8 . 8 5 9 8 3 0 3 .   [3 7 ]   Q .   Sh i   an d   M.   H o n g ,   “S p ect ra l   E ff i ci e n cy   O p t i mi zat i o n   Fo Mi l l i met er  W av M u l t i u s er  MIMO   S y s t ems , ”  IE E E   Jo u r n a l   o f   S e l ect e d   To p i c s   i n   S i g n a l   P r o ce s s i n g ,   v o l .   1 2 ,   n o .   3 ,   p p .   4 5 5 - 4 6 8 ,   J u n 2 0 1 8   doi 1 0 . 1 1 0 9 / J S T SP. 2 0 1 8 . 2 8 2 4 2 4 6 .   [3 8 ]   E .   Meh ri n ej a d   K h o t b eh s ara  an d   H .   Safari ,   “A   Sy s t em at i Re v i e w   o f   A ffec t i v Fact o rs   o n   L o cat i n g   Sp ec i al i zed   H o s p i t a l s , ”  Ci v i l   E n g i n ee r i n g   J o u r n a l ,   v o l .   4 ,   n o .   9 ,   p p .   2 2 1 0 - 2 2 1 7 Sep t emb er  2 0 1 8 ,   d o i :   1 0 . 2 8 9 9 1 / cej - 0 3 0 9 1 1 5 1 .     [3 9 ]   Y .   G ami l   an d   I.   A b d u l   Ra h man ,   “I d en t i f i cat i o n   o Ca u s e s   an d   E ffe c t s   o Po o Co mm u n i cat i o n   i n   Co n s t ru c t i o n   In d u s t r y :   A   T h eo re t i ca l   Rev i e w , ”  E m e r g i n g   S c i en ce  J o u r n a l ,   v o l .   1 ,   n o .   4 ,   2 0 1 7 d o i :   1 0 . 2 8 9 9 1 / i j s e - 0 1 1 2 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.