强空间相关体制下大规模 MIMO 的容量缩放
信息论
2019-12-10 v2 math.IT
摘要
本文研究了存在空间相关衰落的 multicellular 大规模 MIMO 系统的容量缩放。特别地，我们关注强空间相关体制，其中每个用户信道向量的协方差矩阵的秩随基站天线数量（趋于无穷）次线性增长。我们还考虑了对应于非零特征值的协方差特征向量张成随机选定子空间的情形。对于这一称为“随机稀疏角度支撑”模型的信道模型，我们刻画了大天线数极限下的渐近容量缩放律。为获得渐近容量结果，基于二阶信道统计的统计量空间解扩在导频去污染和干扰抑制方面起着关键作用。一个显著的结果是，即使用户数随基站天线数线性增长，在稀疏角度支撑模型下仍可实现对天线数的容量线性增长。我们注意到，大规模 MIMO 文献中广泛使用的基于大规模 MIMO“信道硬化”的可达速率下界在强空间相关体制下给出相当宽松的结果，并可能显著低估大规模 MIMO 的可达速率。因此，本工作考虑了一种更适用于强相关体制的替代界技术。在具有稀疏角度支撑的衰落信道中，进一步表明上行（下行）的空间解扩（扩频）比信道硬化对大规模 MIMO 性能的影响更为显著。
引用
@article{arxiv.1812.08898,
title = {Capacity Scaling of Massive MIMO in Strong Spatial Correlation Regimes},
author = {Junyoung Nam and Giuseppe Caire and Merouane Debbah and H. Vincent Poor},
journal= {arXiv preprint arXiv:1812.08898},
year = {2019}
}
备注
accepted for publication in IEEE Trans. Information Theory