基于多维主动信道稀疏化的 DP-UPA FDD 大规模 MIMO 下行预编码
信息论
2021-04-28 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究频分双工(FDD)模式下过载单小区大规模多输入多输出(MIMO)系统的用户选择与下行预编码问题,其中基站配备双极化均匀平面阵列(DP-UPA)并为大量单天线用户服务。由于上下行信道互易性的缺失以及信道矩阵的高维特性,利用有限频谱资源通过闭环信道探测与反馈来设计下行预编码器极具挑战性。针对这些问题,现有文献近期提出了一种用于均匀线性阵列(ULA)的新方法——主动信道稀疏化(ACS),以设计稀疏化预编码器,从而在大幅降低信道反馈开销的同时提升多用户下行传输的频谱效率。推进该研究方向,我们旨在促进 ACS 在实际 FDD 大规模 MIMO 系统中的潜在部署,将其从 ULA 扩展至 DP-UPA 并引入显式用户选择,同时简化当前 ACS 实现。为此,利用信道协方差矩阵的 Toeplitz 结构,我们将原始的基于尺度-权重二部图表示的 ACS 扩展至矩阵-权重对应形式。在此基础上,我们提出一种多维 ACS(MD-ACS)方法,它是原始 ACS 公式的推广,更适用于 DP-UPA 天线配置。MD-ACS 的非线性整数规划公式可归类为广义多分配问题(GMAP),我们提出了一种简单而高效的贪心算法来求解该问题。仿真结果基于 QuaDRiGa 信道模型,证明了所提带贪心算法的 MD-ACS 相对于最先进方法的性能提升。
引用
@article{arxiv.2104.13309,
title = {Downlink Precoding for DP-UPA FDD Massive MIMO via Multi-Dimensional Active Channel Sparsification},
author = {Han Yu and Xinping Yi and Giuseppe Caire},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.13309},
year = {2021}
}