DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347018120026
Открытый доступ Открытый доступ  Ограниченный доступ Доступ по подписке
Зависимость средней суммарной скорости от мощности передачи для конфигурации 8х8 MIMO с прекодированием MMSE

Суммарная скорость больших MIMO-систем с полуортогональной и произвольной выборкой пользователей в каналах с высоким рассеиванием

Т. А. Шейк, Дж. Бора, А. Хуссейн

Аннотация


Суммарная скорость передачи данных (sum-rate) больших MIMO-систем (massive MIMO) зависит от методик адекватного выбора пользователя и антенны. Наилучшие значения достигаются в случае, когда все выбранные пользователи взаимно ортогональны MOU (mutually orthogonal users), а антенны выбираются таким образом, чтобы получить максимальное усиление в канале. Если количество антенн большой MIMO-системы порядка сотни, вычислительная сложность и затраты подключения пользователя и выбора антенны очень высоки. Следовательно, для уменьшения сложности и затрат более предпочтительна полуортогональная выборка пользователей SUS (semi-orthogonal user selection). В каналах с релеевским затуханием может быть использована методика произвольной выборки пользователей RUS (random user selection), благодаря небольшим потерям в значении суммы скоростей по сравнению с методиками SUS и MOU. В данной работе рассмотрены алгоритмы подключения пользователей и выбора антенны, когда пользователи регистрировались с помощью полуортогональной меры, а выбор антенны осуществляется на основании максимального усиления в канале. Также представлен алгоритм подключения пользователя RUS и максимальном усилении в канале при выборе антенны. Исследованы характеристики общей скорости большой MIMO-системы с использованием указанных алгоритмов для случая релеевских каналов с высоким рассеиванием. Рассмотрены MMSE, ZFBF и MRT методики прекодирования и SNR. Исследовано влияние пространственного и пользовательского разнесения на суммарную скорость системы, использующей предложенные алгоритмы. Показано, что суммарная скорость, получаемая с помощью алгоритма-1 превышает скорость при использовании алгоритма-2 на 1–3% при намного большей сложности.

Ключевые слова


большая MIMO-система; сумма скоростей; произвольная выборка пользователя; полуортогональная выборка пользователя; прекодирование

Полный текст:

PDF

Литература


Marzetta, T. L. “Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas,” IEEE Trans. Wireless Commun., Vol. 9, No. 11, p. 3590-3600, Nov. 2010. DOI: https://doi.org/10.1109/TWC.2010.092810.091092.

Sheikh, T. Ali; Bora, J.; Hussain, A. “A survey of antenna and user scheduling techniques for massive MIMO-5G wireless system,” Proc. of Int. Conf. on Current Trends in Computer, Electrical, Electronics and Communication, 8-9 Sept. 2017, Mysore, India. IEEE, 2017, pp. 578-583. DOI: https://doi.org/10.1109/CTCEEC.2017.8455177.

Аль-Рави, Муханнед; Аль-Рави, Муаайед. “Анализ эффективности массовой MIMO системы восходящей связи при использовании канала с замираниями Накагами-m,” Известия вузов. Радиоэлектроника, Т. 60, № 1, с. 18–24, 2017. DOI: https://doi.org/10.20535/S0021347017010022.

Liu, H.; Gao, H.; Yang, S.; Lv, T. “Low-complexity downlink user selection for massive MIMO systems,” IEEE Syst. J., Vol. 11, No. 2, p. 1072-1083, Jun 2017. DOI: https://doi.org/10.1109/JSYST.2015.2422475.

Mao, J.; Gao, J.; Liu, Y.; Xie, G. “Simplified semi-orthogonal user selection for MU-MIMO systems with ZFBF,” IEEE Wireless Commun. Lett., Vol. 1, No. 1, p. 42-45, Feb. 2012. DOI: https://doi.org/10.1109/WCL.2012.010912.110119.

Chia, S.; Gasparroni, M.; Brick, P. “The next challenge for cellular networks: Backhaul,” IEEE Microw. Mag., Vol. 10, No. 5, p. 54-66, Aug. 2009. DOI: https://doi.org/10.1109/MMM.2009.932832.

Xu, G.; Liu, A.; Jiang, W.; Xiang, H.; Luo, W. “Joint user scheduling and antenna selection in distributed massive MIMO systems with limited backhaul capacity,” China Commun., Vol. 11, No. 5, p. 17-30, May 2014. DOI: https://doi.org/10.1109/CC.2014.6880457.

Dong, Y.; Tang, Y.; Shenzhen, K. Zhang. “Improved joint antenna selection and user scheduling for massive MIMO systems,” Proc. of 16th IEEE Int. Conf. on Computer and Information Science, 24-26 May 2017, Wuhan, China. IEEE, 2017, pp. 69-74. DOI: https://doi.org/10.1109/ICIS.2017.7959971.

Gao, Y.; Jiang, W.; Kaiser, T. “Bidirectional branch and bound based antenna seletion in massive MIMO systems,” Proc. of 26th Annual Int. Symp. on PIMRC, 30 Aug.-2 Sept. 2015, Hong Kong, China. IEEE, 2015, pp. 563-568. DOI: https://doi.org/10.1109/PIMRC.2015.7343363.

Benmimoune, M.; Driouch, E.; Ajib, W.; Massicotte, D. “Joint transmit antenna selection and user scheduling for massive MIMO systems,” Proc. of IEEE Wireless Communication and Networking Conf., 9-12 Mar. 2015, New Orleans, LA, USA. IEEE, 2015, pp. 381-386. DOI: https://doi.org/10.1109/WCNC.2015.7127500.


Метрики статей

Загрузка метрик ...

Metrics powered by PLOS ALM





© Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника, 2004–2019
При копировании активная ссылка на материал обязательна
ISSN 2307-6011 (Online), ISSN 0021-3470 (Print)
т./ф. +38044 204-82-31, 204-90-41
Условия использования сайта