无线 MIMO 交换

在一般交换问题中，交换模式由从输入集到输出集的一一映射（即排列）组成。我们提出并研究了一种无线交换框架，其中多天线中继负责 $N$ 个站点之间的业务交换。我们将此类中继称为 MIMO 交换机。借助波束成形和线性检测，MIMO 交换机控制哪些站点连接到哪些站点。每个波束成形矩阵实现站点间的一种排列模式。我们将相应的排列矩阵称为交换矩阵。通过调度一组不同的交换矩阵，可以建立站点之间的全连通性。本文重点关注“公平交换”，即所有 $N(N-1)$ 个有序站点对需交付等量的业务。具体而言，我们研究了如何最大化系统吞吐量。通常，对于较大的 $N$，可能的交换矩阵（即排列）数量巨大，使得调度问题在组合上具有挑战性。我们证明，对于 N=4 和 5，在调度问题中仅需考虑 $N-1$ 个交换矩阵的子集即可实现良好的吞吐量。我们推测对于较大的 $N$ 亦是如此。该推测若成立，则意味着在实际应用中，公平交换调度并非一个棘手的问题。