面向中继辅助大规模MIMO的公平且节能的激活控制机制
信号处理
2025-04-07 v1
摘要
大规模多输入多输出（mMIMO）因其显著提升频谱效率和空间复用能力而成为5G的核心；然而，由于小区间干扰和信号分布不均，小区边缘用户仍会经历性能下降。虽然无小区mMIMO（cfmMIMO）通过分布式天线提供均匀覆盖来解决此问题，但由于前传和严格同步要求，其部署成本显著增加。作为替代方案，最近提出了中继辅助大规模MIMO（RA-MIMO），通过密集部署能够放大和转发信号的低成本单天线中继来扩展蜂窝mMIMO的覆盖范围。在这项工作中，我们针对两个不同目标研究中继的放大控制：（i）在用户之间提供公平性能，以及（ii）减少部署中继的额外能耗。我们提出了一种使用凸凹过程的最大最小放大控制算法以实现公平性，以及一种联合休眠模式和放大控制算法以提高能效，并比较了长期和短期策略。数值结果表明，与mMIMO相比，采用最大放大的RA-MIMO将信干噪比（SINR）提升了超过20 dB，并且在部署与cfmMIMO中接入点数量相同的中继时，其性能在1 dB以内。此外，我们基于多数规则的长期休眠机制将中继功耗降低了70%，同时保持频谱效率中断率低于1%。
引用
@article{arxiv.2504.03428,
title = {Fair and Energy-Efficient Activation Control Mechanisms for Repeater-Assisted Massive MIMO},
author = {Ozan Alp Topal and Özlem Tuğfe Demir and Emil Björnson and Cicek Cavdar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2504.03428},
year = {2025}
}
备注
Accepted and will be presented in WiOpt 2025