具有有限块长度与线性处理的(非)相干 MU-MIMO 块衰落信道
信息论
2022-10-04 v1 信号处理
math.IT
摘要
本文研究有限块长度体制下的相干与非相干多用户多输入多输出(MU-MIMO)上行系统。假设每个用户采用独立同分布高斯码本。具体而言,基站(BS)首先使用两种流行的线性处理方案合并所有用户发送的信号,即 MRC 与 ZF。随后,基站在相干与非相干情况下分别采用匹配最大似然(ML)与失配最近邻(NN)译码度量。在此条件下,推导了精细的三阶可达编码速率,其表示为块长度、平均错误概率与信息密度三阶项(称为信道扰动)的函数。据此,我们进行了详细的性能分析,推导了信道扰动、可达编码速率、信道容量与信道色散的渐近结果。这些理论结果使我们获得若干关于有限块长度影响的有趣见解:i) 在我们的系统设定中,大规模 MIMO 有助于减小可达编码速率的信道扰动,甚至在仅需少量至中等数量基站天线与块数时,可忽略该扰动而不影响性能;ii) 在非相干情况下,即便采用大规模 MIMO,除非每个用户在信道估计与数据传输阶段的发射功率均设为与基站天线数平方根成反比,否则信道估计误差无法消除;iii) 在非相干情况且总块长度固定时,相干间隔更长、块数更少的场景提供更高的可达编码速率。
引用
@article{arxiv.2210.00393,
title = {(Non)-Coherent MU-MIMO Block Fading Channels with Finite Blocklength and Linear Processing},
author = {Junjuan Feng and Hien Quoc Ngo and Michail Matthaiou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.00393},
year = {2022}
}
备注
20 pages, 9 figures