具有协作与认知特性的 MIMO 干扰信道的自由度

本文探讨了在发射端拥有 $M_1$、$M_2$ 根天线、接收端拥有 $N_1$、$N_2$ 根天线的双用户多输入多输出 (MIMO) 高斯干扰信道中，协作与认知消息共享在总（和速率）自由度 (DOF) 意义上的益处。对于协作情形（包括仅发射端协作、仅接收端协作以及发射端与接收端同时协作），其自由度为 $\min \{M_1+M_2, N_1+N_2, \max(M_1, N_2)), \max(M_2, N_1)\}$，这与无协作信道的自由度相同。对于认知消息共享情形，其自由度为 $\min \{M_1+M_2, N_1+N_2, (1-1_{T2})((1-1_{R2}) \max(M_1, N_2) + 1_{R2} (M_1+N_2)), (1-1_{T1})((1-1_{R1}) \max(M_2, N_1) + 1_{R1} (M_2+N_1)) \}$，其中当发射机 $i$ 是（不是）认知发射机时 $1_{Ti} = 1$ $(0)$，$1_{Ri}$ 的定义方式相同。我们的结果表明，虽然这两种技术都可能提高 MIMO 干扰信道的和速率容量，但只有认知消息共享能够提高自由度。我们还发现，对用户而言，拥有认知发射机可能比拥有认知接收机更有益。