无蜂窝 MIMO 网络中非相干联合传输的联合波束成形设计与流分配
信号处理
2024-02-29 v1
摘要
我们研究了以用户为中心的无蜂窝 MIMO 网络中非相干联合传输 (NCJT) 的联合波束成形与流分配问题，旨在最大化加权和速率 (WSR)；在该网络中，分布式接入点 (AP) 被组织成集群，以向每个用户设备 (UE) 发射不同信号。我们首次考虑了实际网络中 UE 最大接收流数的共同限制，并在每个 AP 的发射功率约束下，构建了用于 WSR 最大化的联合波束成形与发射流分配问题。由于发射流的整数数量决定了波束成形器的维度，该联合优化问题是混合整数且非凸的，具有耦合的决策变量，本质上属于 NP 难问题。在本文中，我们首先提出了一种用于固定流情况下 WSR 最大化的分布式低交互缩减加权最小均方误差 (RWMMSE) 波束成形算法。我们提出的 RWMMSE 算法所需的网络交互显著减少，并具有当前最低的计算复杂度，该复杂度随发射天线数量线性扩展，且在 WSR 方面没有任何妥协。我们从联合波束成形与流分配问题中汲取见解，以解耦决策变量并松弛混合整数约束。随后，我们提出了一种名为 RWMMSE-LSA 的联合波束成形与线性流分配算法，该算法产生闭式更新，具有线性流分配复杂度，并保证收敛到原始联合优化问题的驻点。仿真结果表明，与当前最佳替代方案相比，我们提出的算法在 WSR 性能和收敛时间方面均取得了显著的性能增益。
引用
@article{arxiv.2402.18231,
title = {Joint Beamforming Design and Stream Allocation for Non-Coherent Joint Transmission in Cell-Free MIMO Networks},
author = {Xi Wang and Xiaotong Zhao and Juncheng Wang and You Li and Qingjiang Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.18231},
year = {2024}
}