网络辅助全双工无蜂窝大规模 MIMO：频谱与能量效率
信息论
2023-04-17 v1 math.IT
摘要
我们考虑网络辅助全双工（NAFD）无蜂窝大规模多输入多输出（CF-mMIMO）系统，其中全双工（FD）传输通过半双工（HD）硬件设备虚拟实现。以的上行链路（UL）模式工作的 HD 接入点（AP）和以的下行链路（DL）模式工作的 AP 在同一频带中同时服务 DL 和 UL 用户设备（UE）。我们从频谱效率（SE）和能量效率（EE）两个角度全面分析 NAFD CF-mMIMO 的性能。具体而言，我们提出一种联合优化方法，设计 AP 模式分配、功率控制和大规模衰落（LSFD）权重，以提升 NAFD CF-mMIMO 系统的和 SE 与 EE。我们在实际功耗模型下，以及最小个体 SE 需求、每个 DL AP 和 UL UE 的最大发射功率约束下，构建两个最大化之和 SE 和 EE 的混合整数非凸优化问题。将具有挑战性的公式化问题转化为易处理形式，并提出两种基于连续凸近似技术的新算法求解。更重要的是，我们的方法可应用于联合优化 HD 和 FD CF-mMIMO 系统的功率控制和 LSFD 权重以最大化之和 SE 和 EE，这迄今尚未被研究。数值结果表明：(a) 我们的联合优化方法在之和 SE 和 EE 方面均显著优于启发式方法；(b) 在 CF-mMIMO 系统中，与 HD 和 FD 方案相比，NAFD 方案可提供约 30% 的 SE 增益，同时实现高达 200% 的显著 EE 增益。
引用
@article{arxiv.2304.07161,
title = {Network-Assisted Full-Duplex Cell-Free Massive MIMO: Spectral and Energy Efficiencies},
author = {Mohammadali Mohammadi and Tung T. Vu and Hien Quoc Ngo and Michail Matthaiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2304.07161},
year = {2023}
}
备注
18 pages, 8 figures, accepted for publication in the IEEE Journal on Selected Areas in Communications