全维多用户大规模 MIMO 下行链路中的低复杂度帕累托最优三维波束赋形
信息论
2023-02-21 v1 信号处理
math.IT
摘要
全维（FD）多用户大规模多输入多输出（m-MIMO）系统采用大型二维（2D）矩形天线阵列，以同时控制信号传输的方位角和俯仰角。我们引入一种由方位角和俯仰角波束赋形向量的两个外积之和构成的新型 FD 波束赋形类别，其维度适中。我们证明，这种低复杂度类别能够超越依赖方位角和俯仰角波束赋形向量单一外积的 2D 波束赋形。在用户最小速率、几何平均速率（GM-rate）或和速率（SR）方面，其性能也能接近维度庞大的全维波束赋形。此外，我们还证明，基于外积的非正规高斯信令方案甚至可以超越全维波束赋形。具体而言，我们的设计基于低复杂度算法：对于最大-最小速率优化，依赖维度适中的凸问题；对于 GM-rate 与 SR 最大化，则依赖闭式表达式。
引用
@article{arxiv.2302.09274,
title = {Low-Complexity Pareto-Optimal 3D Beamforming for the Full-Dimensional Multi-User Massive MIMO Downlink},
author = {W. Zhu and H. D. Tuan and E. Dutkiewicz and Y. Fang and L. Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.09274},
year = {2023}
}