以非极大数量的天线实现“大规模 MIMO”频谱效率
信息论
2016-11-15 v2 math.IT
摘要
本文的主要焦点和贡献是一种新颖的网络-MIMO TDD 架构，该架构实现了与“大规模 MIMO”相当的频谱效率，而每个活跃用户每小区的天线数量减少了一个数量级。所提出的架构基于一系列网络-MIMO 方案，这些方案由小型协作基站簇、具有适当簇间干扰约束的迫零多用户 MIMO 预编码、跨小区的上行导频信号复用以及频率复用定义。关键思想在于将用户群体划分为地理上确定的“箱”，使得同一箱内的所有用户在统计上等效，并为每个箱使用该系列中最优的网络-MIMO 架构。调度器负责在时频时隙上服务不同的箱，以最大化捕捉某种公平性概念的期望网络效用函数。这产生了一种混合模式网络-MIMO 架构，其中针对所服务用户箱优化的不同方案在时频上进行复用。为了以清晰且计算高效的方式进行所提出架构的性能分析和优化，我们考虑了大规模系统区域，其中用户数量、天线数量和信道相干块长度以固定比率趋于无穷。大规模系统渐近分析预测的性能与有限维仿真非常吻合。总体而言，所提出架构获得的系统频谱效率与“大规模 MIMO”实现的相似，而基站天线数量减少了 10 倍（大致从 500 根天线减少到 50 根）。
引用
@article{arxiv.1107.3862,
title = {Achieving "Massive MIMO" Spectral Efficiency with a Not-so-Large Number of Antennas},
author = {Hoon Huh and Giuseppe Caire and Haralabos C. Papadopoulos and Sean A. Ramprashad},
journal= {arXiv preprint arXiv:1107.3862},
year = {2016}
}
备注
Full version with appendice (proofs of theorems). A shortened version without appendice was submitted to IEEE Trans. on Wireless Commun. Appendix B was revised after submission