面向下一代超可靠低时延通信的鲁棒波束赋形与速率分割设计
信息论
2022-09-20 v1 信号处理
math.IT
摘要
下一代超可靠低时延通信(xURLLC)需要新颖的设计，以为新兴的 mission-critical 应用提供满意服务。为提高频谱效率并增强xURLLC的鲁棒性，本文针对下行多用户多天线xURLLC系统，提出了有限块长(finite blocklength, FBL)体制下的鲁棒波束赋形与速率分割设计。该设计中引入自适应速率分割，以灵活处理复杂的用户间干扰，从而提升频谱效率。考虑发送端信道状态信息(CSIT)的不完美性，在确保所有用户的传输时延与可靠性要求的前提下，建立最大化最小用户速率问题，以优化公共与私有波束赋形向量及速率分割向量。由于约束集的非凸性以及CSIT不确定性导致的无限约束，该优化问题难以求解。为此，我们利用S-Procedure方法将无限约束转化为有限约束，并将原问题转化为凸差(difference of convex, DC)规划。提出一种基于约束凹凸过程(constrained concave convex procedure, CCCP)与高斯随机化的迭代算法以获得局部极小值。仿真结果证实了所提FBL体制下鲁棒波束赋形与速率分割设计的收敛性、鲁棒性与有效性。结果还表明，在各种块长与块错误率要求下，相较于现有传输方案，该鲁棒设计在最差用户速率上取得了可观的性能增益。
引用
@article{arxiv.2209.09138,
title = {Robust Beamforming and Rate-Splitting Design for Next Generation Ultra-Reliable and Low-Latency Communications},
author = {Tiantian Li and Haixia Zhang and Shuaishuai Guo and Dongfeng Yuan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.09138},
year = {2022}
}
备注
12 pages, 9 figures