具有集群全数据交换的MIMO多向中继：信号空间对齐与自由度

我们研究了具有$L$个集群、每集群$K$个用户的多输入多输出（MIMO）多向中继信道（mRC）的可达自由度（DoF）。每个用户配备$M$根天线，中继配备$N$根天线。我们假设一种新的数据交换模型，称为“集群全数据交换”，即每个集群中的用户希望学习同一集群中所有其他用户的消息。开发了新颖的信号对齐技术，以系统性地构造用户和中继的波束赋形矩阵，实现高效的物理层网络编码。基于此，我们推导了任意网络配置（$L$和$K$）以及任意天线配置（$M$和$N$）下MIMO mRC的可达DoF。我们证明，当$\frac{M}{N} \leq \frac{1}{LK-1}$和$\frac{M}{N} \geq \frac{(K-1)L+1}{KL}$时，所提方案达到了DoF容量。