面向 Beyond 5G 可扩展 URLLC 的非正交非相干大规模 MIMO 设计
信号处理
2020-02-19 v2 信息论
网络与互联网体系结构
math.IT
摘要
本文旨在设计与优化一种非正交非相干大规模多输入多输出（MIMO）框架，以实现超越 5G 的无线系统中可扩展超可靠低时延通信（sURLLC）。在该框架中，利用大规模 MIMO 系统中大规模天线阵列所带来的巨大分集增益来确保超高可靠性。为降低信道估计过程引起的开销与时延，我们主张采用非相干通信技术，其不需要瞬时信道状态信息（CSI）的知识，而仅依赖大尺度衰落系数进行信息解码。为提升所考虑系统的可扩展性，我们通过设计一种新的差分调制方案来实现多用户的非正交信道接入，以保证每个发送信号矩阵在无噪情况下可被唯一确定，并在天线阵列规模扩大时的有噪情况下可被可靠估计。其核心思想是使多用户发送信号在空中恰当叠加，从而在对和信号正确检测时，所有用户发送的信号均可被唯一确定。为在天线数较大时进一步改善平均误码性能，我们提出一种基于最大最小 Kullback-Leibler（KL）散度的设计，通过联合优化所有用户的发射功率及其间的子星座分配来实现。仿真结果表明，所提设计在误码性能上显著优于现有基于最大最小欧氏距离的方案。此外，我们提出的方法相较采用正交信道训练的传统相干迫零（ZF）接收机也具有更优的误码性能，尤其对小区边缘用户而言。
引用
@article{arxiv.2001.10728,
title = {Design of Non-orthogonal and Noncoherent Massive MIMO for Scalable URLLC Beyond 5G},
author = {He Chen and Zheng Dong and Jian-Kang Zhang and Branka Vucetic},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.10728},
year = {2020}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:1903.01642