Анализ выравнивания помехи на основе предварительного кодирования многопользовательской системы MIMO

Автор(и)

  • А. Бора Северо-восточный региональный институт науки и техники (NERIST), Нирджули, India
  • А. Хусейн Северо-восточный региональный институт науки и техники (NERIST), Нирджули, India
  • Дж. Бора Северо-восточный региональный институт науки и техники (NERIST), Нирджули, India

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347021110054

Ключові слова:

многопользовательская система со многими входами и многими выходами, MU-MIMO, выравнивание помех, комбинирование антенн, среднегеометрическое разложение, GMD, сингулярное разложение, SVD, общая пропускная способность

Анотація

В современных системах связи подавление помех является исключительно важным для улучшения эффективности работы системы. Постоянно растущий спрос на беспроводную связь вызвал появление новой группы исследователей, занимающихся вопросами спектральной эффективности, максимально возможными скоростями передачи для пользователей, и вопросами повторного использования частотного спектра и минимального уровня помех. Выравнивание помех IA (interference alignment) является новым способом подавления межсотовых помех ICI (inter-sell interference) сети, что ведет к улучшению работы системы. Одним из эффективных методов, реализующих указанную схему, является выравнивание сигнала помехи от каждого передатчика соседней соты в заданном направлении, и получении комбинированного вектора приемной антенны каждого пользователя. При наличии полной информации о состоянии канала и наличии в системе обратной связи с передатчиком базовой станции соты, система IA может увеличивать общую пропускную способность системы. Увеличение спектральной эффективности на границе соты в сотовой системе связи является одним из главных факторов эффективной работы. Эта статья основана на исследовании пользователей сотовой системы связи на границе соты. В этой работе использованы методы планирования для выбора лучших пользователей и антенн из больших групп пользователей и антенн, соответственно. В статье рассмотрена конструкция с прекодером, где методы выбора антенны и пользователя основаны на частичном IA в сети с двумя и тремя сотами для многопользовательской системы со многими входами и многими выходами MU-MIMO (multiuser MIMO) с нисходящим спутниковым каналом связи. Проведен сравнительный анализ рабочей эффективности системы с использованием метода предварительного кодирования на основе сингулярного разложения SVD (singular value decomposition) и метода предварительного кодирования на основе среднегеометрического разложения GMD (geometric mean decomposition). В работе использована кодовая книга сети LTE, которая известна как передатчику, так и приемнику.

Посилання

V. R. Cadambe, S. A. Jafar, “Interference alignment and degrees of freedom of the K-user interference channel,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 54, no. 8, pp. 3425–3441, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TIT.2008.926344.

M. A. Maddah-Ali, A. S. Motahari, A. K. Khandani, “Communication over MIMO X channels: interference alignment, decomposition, and performance analysis,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 54, no. 8, pp. 3457–3470, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/TIT.2008.926460.

Y. Fadlallah, P. Ferrand, L. S. Cardoso, J.-M. Gorce, “Interference alignment for downlink cellular networks: joint scheduling and precoding,” in 2016 IEEE 17th International Workshop on Signal Processing Advances in Wireless Communications (SPAWC), 2016, vol. 2016-Augus, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/SPAWC.2016.7536752.

T. Liu, C. Yang, “On the degrees of freedom of asymmetric MIMO interference broadcast channels,” in 2014 IEEE International Conference on Communications (ICC), 2014, pp. 1971–1976, doi: https://doi.org/10.1109/ICC.2014.6883612.

A. Bayesteh, A. Mobasher, Y. Jia, “Downlink multi-user interference alignment in two-cell scenario,” in 2011 12th Canadian Workshop on Information Theory, 2011, pp. 182–185, doi: https://doi.org/10.1109/CWIT.2011.5872152.

R. Heath, D. Love, B. Rao, V. Lau, D. Gesbert, M. Andrews, “Exploiting limited feedback in tomorrow’s wireless communication networks,” IEEE J. Sel. Areas Commun., vol. 26, no. 8, pp. 1337–1340, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/JSAC.2008.081001.

J. Thukral, H. Bolcskei, “Interference alignment with limited feedback,” in 2009 IEEE International Symposium on Information Theory, 2009, pp. 1759–1763, doi: https://doi.org/10.1109/ISIT.2009.5205266.

O. El Ayach, S. W. Peters, R. W. Heath, “The feasibility of interference alignment over measured MIMO-OFDM channels,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 59, no. 9, pp. 4309–4321, 2010, doi: https://doi.org/10.1109/TVT.2010.2082005.

Y. Zhu, Y. Ou, “Interference alignment-based precoding and user selection with limited feedback in two-cell downlink multi-user MIMO systems,” J. Eng. Sci. Technol. Rev., vol. 9, no. 2, pp. 115–120, 2016, doi: https://doi.org/10.25103/jestr.092.19.

= [5]

N. Jindal, “MIMO broadcast channels with finite-rate feedback,” IEEE Trans. Inf. Theory, vol. 52, no. 11, pp. 5045–5060, 2006, doi: https://doi.org/10.1109/TIT.2006.883550.

T. Yoo, N. Jindal, A. Goldsmith, “Finite-rate feedback MIMO broadcast channels with a large number of users,” in 2006 IEEE International Symposium on Information Theory, 2006, pp. 1214–1218, doi: https://doi.org/10.1109/ISIT.2006.261998.

= [4]

G. Sridharan, W. Yu, “Degrees of freedom achieved using subspace alignment chains for three-cell networks,” in 2013 Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers, 2013, pp. 1869–1874, doi: https://doi.org/10.1109/ACSSC.2013.6810627.

C. Suh, M. Ho, D. N. C. Tse, “Downlink interference alignment,” IEEE Trans. Commun., vol. 59, no. 9, pp. 2616–2626, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2011.070511.100313.

W. Shin, N. Lee, J.-B. Lim, C. Shin, K. Jang, “On the design of interference alignment scheme for two-cell MIMO interfering broadcast channels,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 10, no. 2, pp. 437–442, 2011, doi: https://doi.org/10.1109/TWC.2011.120810.101097.

J. Tang, S. Lambotharan, “Interference alignment techniques for MIMO multi-cell interfering broadcast channels,” IEEE Trans. Commun., vol. 61, no. 1, pp. 164–175, 2013, doi: https://doi.org/10.1109/TCOMM.2012.100912.110644.

S. Peng, W. Lu, L. Zhong, Z. Kong, “Spatial interference alignment relying on limited precoding matrix feedback indices,” in 2020 IEEE 91st Vehicular Technology Conference (VTC2020-Spring), 2020, vol. 2020-May, pp. 1–5, doi: https://doi.org/10.1109/VTC2020-Spring48590.2020.9129168.

X. Chen, F.-K. Gong, G. Li, H. Ding, “Interference subspace alignment in multiple-multicast networks,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 68, no. 9, pp. 8853–8865, 2019, doi: https://doi.org/10.1109/TVT.2019.2929475.

H. Lee, I. Sohn, K. B. Lee, “Low-feedback-rate and low-complexity downlink multiuser MIMO systems,” IEEE Trans. Veh. Technol., vol. 59, no. 7, pp. 3640–3645, 2010, doi: https://doi.org/10.1109/TVT.2010.2050504.

3GPP, “Design and evaluation of precoder codebooks for CSI feedback. R1-103839, Ericssion, and ST-Ericsson,” 2010.

Двухсотовая многопользовательская сеть MIMO с нисходящим спутниковым каналом связи

Опубліковано

2021-12-30 — Оновлено 2022-01-22

Як цитувати

Бора, А., Хусейн, А., & Бора, Д. (2022). Анализ выравнивания помехи на основе предварительного кодирования многопользовательской системы MIMO. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 64(11), 705–712. https://doi.org/10.20535/S0021347021110054

Номер

Розділ

Статті