大规模 MIMO 赋能的 URLLC 工业物联网网络的导频与载荷功率联合分配
信号处理
2020-01-01 v1 信息论
math.IT
摘要
第四次工业革命（工业 4.0）正在到来，这场革命将从根本上改变工厂制造产品的方式。由于维护成本低且部署灵活性高，连接中央控制器与机器人或执行器的传统有线线路将被无线通信网络取代。然而，一些关键工业应用需要超高可靠低时延通信（URLLC）。本文主张采用大规模多输入多输出（MIMO）来支撑工业应用的无线传输，因其信道硬化效应可提供类似有线线路的确定性通信。为降低时延，分组传输的信道块长度有限，并遭受传输速率下降与解码错误概率的影响。因此，基于无限信道块长度下香农容量的传统大规模 MIMO 传输资源分配不再最优。我们首先推导了在不完美信道状态信息（CSI）下，最大比合并（MRC）与迫零（ZF）接收机的大规模 MIMO 系统可达上行数据率下界（LB）的闭式表达式。随后，我们提出新颖的低复杂度算法，通过联合优化 MRC 与 ZF 的导频与载荷发射功率来求解可达数据率最大化问题。仿真结果证实了相较现有基准算法的快速收敛速度与性能优势。
引用
@article{arxiv.1912.12438,
title = {Joint Pilot and Payload Power Allocation for Massive-MIMO-enabled URLLC IIoT Networks},
author = {Hong Ren and Cunhua Pan and Yansha Deng and Maged Elkashlan and Arumugam Nallanathan},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.12438},
year = {2020}
}
备注
Accepted in IEEE JSAC with special issue on Industry 4.0. Keywords: URLLC, Industrial 4.0, Industrial Internet-of-Things (IIoT), Massive MIMO