基于Jac-PCG的极低复杂度预编码用于超大规模MIMO系统
信息论
2023-05-24 v1 信号处理
math.IT
摘要
超大规模多输入多输出(XL-MIMO)被视为未来第六代(6G)网络实现更高性能的一项有前景的技术。在实践中，各种线性预编码方案(如迫零(ZF)和正则化迫零(RZF)预编码)足以在传统大规模MIMO(mMIMO)系统中实现近最优性能。需注意，在大规模天线阵列中，信道矩阵求逆操作对这些预编码器构成了显著的计算挑战。因此，我们探索了若干迭代方法来确定XL-MIMO系统的预编码矩阵，而非直接矩阵求逆。考虑到小尺度与大尺度衰落以及天线间的空间相关性，我们研究了它们的计算复杂度与收敛速率。此外，我们提出了Jacobi预条件共轭梯度(Jac-PCG)迭代求逆方法，其收敛速度快于CG方法。并且，推导了下行XL-MIMO系统中考虑子阵列间干扰的频谱效率(SE)闭式表达式。数值结果表明，在基本相同的SE性能下，Jac-PCG算法所给复杂度较传统RZF算法降低约54%。
引用
@article{arxiv.2305.13925,
title = {Jac-PCG Based Low-Complexity Precoding for Extremely Large-Scale MIMO Systems},
author = {Bokai Xu and Jiayi Zhang and Jiaxun Li and Huahua Xiao and Bo Ai},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.13925},
year = {2023}
}