采用混合处理的多对大规模MIMO中继网络的频谱与能量效率
信息论
2017-06-27 v2 math.IT
摘要
我们考虑一个多对大规模多输入多输出（MIMO）中继网络，其中中继配备了大量N根天线，但仅由少得多的L条射频（RF）链路驱动。我们假设K对用户被调度进行同时传输，其中K满足2K = L。针对该网络的上行和下行传输，提出了一种混合信号处理方案。在不完美信道估计条件下，推导了频谱效率和能量效率关于射频链路数的解析表达式。结果表明，在N > 4L^2/π的条件下，若导频功率与信号功率同步缩放，则每个用户和中继的发射功率可分别按1/√N和2K/√N的比例降低；若导频功率保持固定，则可分别按1/N和2K/N的比例降低，同时保持频谱效率（SE）渐近不变。就网络的能量效率（EE）而言，当Pr = 2KPs时达到最优EE，其中Pr和Ps分别指中继和每个源终端的发射功率。我们证明，网络EE是关于射频链路数的准凹函数，因此存在唯一的全局最优射频链路数选择。数值仿真验证了我们的观察结果。
引用
@article{arxiv.1706.06743,
title = {Spectral and Energy Efficiency of Multi-pair Massive MIMO Relay Network with Hybrid Processing},
author = {Wei Xu and Jian Liu and Shi Jin and Xiaodai Dong},
journal= {arXiv preprint arXiv:1706.06743},
year = {2017}
}
备注
32 pages, to appear in IEEE Transactions on Communications, early access available