信道非互易性与不完美 CSI 下多用户 Massive MIMO 下行链路的性能分析
信息论
2018-03-06 v3 math.IT
摘要
本文分析了在信道非互易性（NRC）和不完美信道状态信息（CSI）的共同影响下，基于时分双工的线性预编码多用户 Massive MIMO 下行链路系统的性能。我们考虑了一个通用且现实的 NRC 模型，该模型考虑了收发机的频率响应以及用户设备（UE）和基站（BS）端的不匹配互耦。分析涵盖了两种最突出的线性预编码方案，即迫零（ZF）和最大比传输（MRT），并假设 UE 端仅使用波束成形信道的统计特性来解码接收信号。在独立同分布高斯信道的近似下，推导出了有效信号与干扰加噪声比（SINR）及相应容量下界的闭式解析表达式。这些表达式表明，在中高信噪比下，由不完美的 NRC 校准引起的额外干扰会显著降低两种预编码器的性能。此外，结果表明 ZF 对 NRC 的敏感度高于 MRT。在实际 NRC 水平下的数值评估表明，对于 ZF，频谱效率的这种性能损失可高达 42%，而对于 MRT，通常小于 13%。结果还表明，由于 NRC 的存在，两种预编码器的渐近大天线性能都饱和到了相同的有限水平。推导出的解析表达式提供了有用的工具和宝贵的技术洞察，例如，用于计算在给定有效 SINR 或系统容量界的特定性能目标下 BS 和 UE 中的 NRC 校准要求。
引用
@article{arxiv.1610.06769,
title = {Performance Analysis of Multi-User Massive MIMO Downlink under Channel Non-Reciprocity and Imperfect CSI},
author = {Orod Raeesi and Ahmet Gokceoglu and Yaning Zou and Emil Björnson and Mikko Valkama},
journal= {arXiv preprint arXiv:1610.06769},
year = {2018}
}