复 Grassmann 流形中超球体的归一化体积及其在大规模 MU-MIMO 通信系统中的应用
信息论
2014-02-20 v1 math.IT
摘要
本文解决了大规模多用户多输入多输出（MU-MIMO）通信系统中的一个关键问题：当仅已知单用户 MIMO（SU-MIMO）模式下的信道质量信息（CQI）和非理想信道状态信息（CSI）时，如何在基站（BS）侧估计 MU-MIMO 模式下的信干噪比（SINRs）及其期望值？解决这一问题将非常有利于基站预测 MU-MIMO 容量并选择合适的调制和信道编码方案。为此，本文基于复 Grassmann 流形中任意两点间规范角的概率密度函数，推导出了超球体的归一化体积公式，并表明该公式为上述问题提供了解决方案。它使基站能够预测因非理想 CSI 导致的容量损失、在 MU-MIMO 模式下对用户进行分组、选择合适的调制和信道编码、以及在 SU-MIMO 和 MU-MIMO 模式之间自适应切换，并在共轭波束成形（CB）和迫零（ZF）预编码之间进行切换。数值结果验证了该解决方案的有效性和准确性。
引用
@article{arxiv.1402.4543,
title = {Normalized Volume of Hyperball in Complex Grassmann Manifold and Its Application in Large-Scale MU-MIMO Communication Systems},
author = {Dengkui Zhu and Boyu Li and Ping Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:1402.4543},
year = {2014}
}