面向全细胞网络的堆叠智能天线面板
信息论
2024-05-17 v1 信号处理
math.IT
摘要
大规模多输入多输出 (MIMO) 系统能够实现高数据速率。然而鉴于巨型 MIMO 系统的高硬件成本和过度功耗，作为替代方案，已设计出用于高效全细胞 MIMO (HMIMO) 系统的智能天线面板。在本文中，我们提出一种基于堆叠智能天线面板 (SIM) 的 HMIMO 架构，用于全细胞系统的上行链路，其中在接入点 (AP) 处采用 SIM 以提高频谱和能源效率。具体而言，我们构思了针对 SIM 辅助的全细胞网络的分布式波束赋形，其中同时优化 SIM 系数和每个 AP 的本地接收组合向量，这些向量基于用于本地检测每个用户设备 (UE) 信息的本地信道状态信息 (CSI)。随后，中央处理单元 (CPU) 将来自所有 AP 的本地检测结果融合，以检测来自所有 UE 的聚合多用户信号。具体而言，为了设计 SIM 系数和 AP 的组合向量，提出了一种低复杂度的逐层迭代优化算法，以最大化来自 UE 到 AP 的信道等效增益。在 CPU 处，根据最小均方误差 (MMSE) 准则设计用于组合来自所有 AP 的本地检测的权重向量，并考虑硬件缺陷 (HWI) 的统计特性。仿真结果表明，基于 SIM 的 HMIMO 在可达率方面优于传统单层 HMIMO。我们还表明，射频 (RF) 链路的 HWI 以及 UE 的 HWI 在高信噪比 (SNR) 区域限制了可达率。
引用
@article{arxiv.2405.09753,
title = {Stacked Intelligent Metasurfaces for Holographic MIMO Aided Cell-Free Networks},
author = {Qingchao Li and Mohammed El-Hajjar and Chao Xu and Jiancheng An and Chau Yuen and Lajos Hanzo},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.09753},
year = {2024}
}