中继波束成形网络中波束成形Alamouti方案的半定松弛与近似分析
信息论
2016-03-21 v1 math.IT
摘要
本文研究两跳单向中继网络中的放大转发（AF）方案。特别地，我们考虑远距离用户之间的多组多播传输。在已知完美信道状态信息的条件下，我们的目标是设计AF过程，以在广义功率约束下优化最大最小公平（MMF）信干噪比（SINR）。我们提出一种秩二波束成形Alamouti（BFA）放大转发方案，并将相应的AF设计问题表述为一个双变量分数二次约束二次规划（QCQP），进一步利用半定松弛（SDR）技术求解。我们分析了在高斯随机化算法下双变量分数SDR的近似质量。这些结果本质上是新的，并揭示了所提BFA放大转发方案能够优于传统BF放大转发方案，尤其是在系统中用户众多或问题表述中广义功率约束众多时。从实际角度看，BFA放大转发方案在波束成形器设计中提供两个自由度（DoFs），而BF放大转发方案仅提供一个自由度，从而改善接收机的SINR。在本文后半部分，我们通过考虑多播的两个特例，展示了这一额外自由度如何带来可证明的性能增益，其中AF过程被证明采用一种特殊结构。数值仿真进一步验证了所提BFA放大转发方案优于BF放大转发方案，并且适用于大规模中继系统。
引用
@article{arxiv.1603.05680,
title = {Semidefinite Relaxation and Approximation Analysis of a Beamformed Alamouti Scheme for Relay Beamforming Networks},
author = {Sissi Xiaoxiao Wu and Anthony Man-Cho So and Jiaxian Pan and Wing-Kin Ma},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.05680},
year = {2016}
}