基于混合预编码的毫米波大规模MIMO-NOMA与无线信息与能量同步传输
信息论
2018-09-21 v1 math.IT
摘要
非正交多址(NOMA)近来被考虑用于毫米波(mmWave)大规模MIMO系统，以进一步提升频谱效率。此外，无线信息与能量同步传输(SWIPT)是最大化能效的一种有前景的方案。本文首次研究了SWIPT在mmWave大规模MIMO-NOMA系统中的集成。由于mmWave大规模MIMO很可能采用混合预编码(HP)以在无明显性能损失下显著减少所需射频(RF)链数量（其中全数字预编码器被分解为高维模拟预编码器与低维数字预编码器），我们提出将SWIPT应用于基于HP的MIMO-NOMA系统，其中每个用户可通过功率分割接收机从接收到的RF信号中提取信息与能量。具体而言，首先提出簇头选择(CHS)算法为每个波束选取一个用户，随后依据所有波束的所选簇头设计模拟预编码。之后，基于用户等效信道的相关性进行用户分组。接着，通过选取各波束中具最强等效信道增益的用户来设计数字预编码。最后，通过联合优化mmWave大规模MIMO-NOMA的功率分配与SWIPT的功率分割因子来最大化可达和速率，并开发迭代优化算法求解该非凸问题。仿真结果表明，所提基于HP的MIMO-NOMA with SWIPT相比基于HP的MIMO-OMA with SWIPT可实现更高的频谱与能效。
引用
@article{arxiv.1809.07682,
title = {Hybrid Precoding-Based Millimeter-Wave Massive MIMO-NOMA with Simultaneous Wireless Information and Power Transfer},
author = {Linglong Dai and Bichai Wang and Mugen Peng and Shanzhi Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07682},
year = {2018}
}
备注
To appear in IEEE Journal on Selected Areas in Communications. Simulation codes are provided to reproduce the results presented in this paper: http://oa.ee.tsinghua.edu.cn/dailinglong/publications/publications.html