有限块长传输下多用户 uRLLC 的波束成形设计
信息论
2020-11-30 v1 math.IT
摘要
受对时延与可靠性有严苛要求的物联网（IoT）设备爆发式增长的驱动，超可靠低时延通信（uRLLC）已成为第五代（5G）及后5G通信系统的三大关键通信场景之一。本文关注下行多用户 uRLLC 系统的波束成形设计问题。由于对可靠性与时延的严格要求，短包传输通常是 uRLLC 系统的优选形式，这意味着文献中的香农容量公式不再适用。在有限块长传输下，可达传输速率受可靠性与时延的显著影响。利用所发展的有限块长传输可达传输速率公式，我们分别将所关注的问题建模为加权求和速率最大化、能量效率最大化以及用户公平性优化，并考虑最大允许发射功率与最小速率要求。值得指出的是，这是首个为下行多用户 uRLLC 系统设计波束成形向量的工作。为处理这些非凸问题，通过分析可达传输速率函数发现了一些重要见解。例如，最小速率要求可通过信号干扰噪声比的下界约束来实现。基于所发现的结果，我们提供了优化波束成形向量与功率分配的算法，这些算法以低计算复杂度保证收敛到所建模问题的局部最优解。仿真结果表明，我们提出的波束成形算法优于现有文献中广泛使用的等功率分配迫零波束成形算法。
引用
@article{arxiv.2011.13598,
title = {Beamforming Design for Multiuser uRLLC with Finite Blocklength Transmission},
author = {Shiwen He and Zhenyu An and Jianyue Zhu and Jian Zhang and Yongming Huang and Yaoxue Zhang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.13598},
year = {2020}
}