Ефективність системи трисотової мережі для граничних користувачів з використанням попереднього кодування, регулювання завади і зворотним зв’язком квантованого обмеженого каналу

Автор(и)

  • Амлан Діп Бора Північно-Східний регіональний інститут науки і технологій, Індія
  • Мд. Анвар Хуссейн Північно-Східний регіональний інститут науки і технологій, Індія
  • Джоятрі Бора Північно-Східний регіональний інститут науки і технологій, Індія

DOI:

https://doi.org/10.20535/S0021347022070020

Анотація

Користувачі на загальній границі багатокористувацької трисотової MIMO системи з низхідною лінією зв’язку страждають від низької потужності сигналу у власній соті, а також від сигналу завад рівної потужності від сусідніх двох сот. В даному випадку для покращення загальної роботи системи застосовуються схеми придушення завад. Крім того, повний CSI зворотний зв’язок від користувачів до базової станції сильно навантажує канал зворотного зв’язку. Зворотний зв’язок інформаційного квантованого редукованого каналу може зменшити навантаження майже наполовину на зворотний канал від користувача до передавача, та підвищити швидкість передачі даних системи. Методи попереднього кодування на основі кодової книги LTE покращують сумарну швидкість. Розроблено метод попереднього кодування з використанням сингулярного розкладання SVD (singular value decomposition) на вибраних кодових векторах на основі максимізації вектору еквівалентного коду каналу SVD-ECC (SVD Equivalent Channel-Code) і максимізації вектору SINR-коду SVD-SINRC (SVD SINR-Code). Обидва методи забезпечують вищу сумарну швидкість передачі даних системи в порівнянні з методом попереднього кодування на основі ZF (zero forcing), причому швидкість більша для SVD-ECC, ніж для SVD-SINRC. Також проведено дослідження для користувачів з ортогональними еквівалентними каналами та подальшим SVD на вибраному каналі користувача SVD-ORT (SVD orthogonal). Отримано результати зі зміною SNR користувача, кількості вибраних користувачів K і загальної кількості активних користувачів L у соті.

Посилання

Q. H. Spencer, C. B. Peel, A. L. Swindlehurst, M. Haardt, “An introduction to the multi-user MIMO downlink,” IEEE Commun. Mag., vol. 42, no. 10, pp. 60–67, 2004, doi: https://doi.org/10.1109/MCOM.2004.1341262.

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.

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.

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.

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. D. Borah, M. A. Hussain, J. Bora, “Performance analysis of interference alignment-based precoding,” in Lecture Notes in Electrical Engineering, Singapore: Springer, 2020, pp. 919–927.

L. Zhang, L. Gui, X. Mo, M. Qi, “Interference subspace alignment-based precoding design for multi-cell multi-user systems,” IEEE Trans. Broadcast., vol. 67, no. 1, pp. 106–118, 2021, doi: https://doi.org/10.1109/TBC.2020.3028344.

J. Sheng, Z. Tang, Q. Zhu, C. Wu, Y. Wang, B. Ai, “An improved interference alignment algorithm with user mobility prediction for high-speed railway wireless communication networks,” IEEE Access, vol. 8, pp. 80468–80479, 2020, doi: https://doi.org/10.1109/ACCESS.2020.2989802.

= [4]

= [5]

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.

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.

N. Jindal, “Antenna combining for the MIMO downlink channel,” IEEE Trans. Wirel. Commun., vol. 7, no. 10, pp. 3834–3844, 2008, doi: https://doi.org/10.1109/T-WC.2008.070383.

R. Hajjar, R. V. Vissakodeti, “Codebook Based Multi-User MIMO for 5G,” Lund University, 2019.

3GPP, “Evolved Universal Terrestrial Radio Access (E-UTRA); Physical channels and modulation (3GPP TS 36.211 version 10.3.0 Release 10),” in Technical Specification, ETSI, 2011.

Багатокористувацька MIMO система з трьома сотами низхідної лінії зв’язку

##submission.downloads##

Опубліковано

2022-12-27 — Оновлено 2022-09-30

Як цитувати

Бора, А. Д., Хуссейн, М. А., & Бора, Д. (2022). Ефективність системи трисотової мережі для граничних користувачів з використанням попереднього кодування, регулювання завади і зворотним зв’язком квантованого обмеженого каналу. Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка, 65(9), 548–558. https://doi.org/10.20535/S0021347022070020

Номер

Том 65 № 9 (2022)

Розділ

Оригінальні статті

Ліцензія

Авторське право (c) 2022 Вісті вищих учбових закладів. Радіоелектроніка

Издатель журнала Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника (сокр. "Известия вузов. Радиоэлектроника"), Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт", учитывает, что доступ автора к его статье является важным как для самого автора, так и для спонсоров его исследований. Мы представлены в базе издателей SHERPA/RoMEO как зеленый издатель (green publisher), что позволяет автору выполнять самоархивирование своей статьи. Однако важно, чтобы каждая из сторон четко понимала свои права. Просьба более детально ознакомиться с Политикой самоархивирования нашего журнала.

Политика оплаченного открытого доступа POA (paid open access), принятая в журнале, позволяет автору выполнить все необходимые требования по открытому доступу к своей статье, которые выдвигаются институтом, правительством или фондом при выделении финансирования. Просьба более детально ознакомиться с политикой оплаченного открытого доступа нашего журнала (см. отдельно).

Варианты доступа к статье:

1. Статья в открытом доступе POA (paid open access)

В этом случае права автора определяются лицензией CC BY (Creative Commons Attribution).

2. Статья с последующим доступом по подписке

В этом случае права автора определяются авторским договором, приведенным далее.

  • Автор (каждый соавтор) уступает Издателю журнала «Известия высших учебных заведений. Радиоэлектроника» НТУУ «КПИ» на срок действия авторского права эксклюзивные права на материалы статьи, в том числе право на публикацию данной статьи издательством Аллертон Пресс, США (Allerton Press) на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems». Передача авторского права охватывает исключительное право на воспроизведение и распространение статьи, включая оттиски, переводы, фото воспроизведения, микроформы, электронные формы (он- и оффлайн), или любые иные подобные формы воспроизведения, а также право издателя на сублицензирование третьим лицам по своему усмотрению без дополнительных консультаций с автором. При этом журнал придерживается Политики конфиденциальности.
  • Передача прав включает право на обработку формы представления материалов с помощью компьютерных программам и систем (баз данных) для их использования и воспроизводства, публикации и распространения в электронном формате и внедрения в системы поиска (базы данных).
  • Воспроизведение, размещение, передача или иное распространение или использование материалов, содержащихся в статье должно сопровождаться ссылкой на Журнал и упоминанием Издателя, а именно: название статьи, имя автора (соавторов), название журнала, номер тома, номер выпуска, копирайт авторов и издателя "© Национальный технический университет Украины "Киевский политехнический институт"; © автор(ы)".
  • Автор (каждый соавтор) материалов сохраняет все права собственника материалов, включая патентные права на любые процессы, способы или методы и др., а также права на товарные знаки.
  • Издатель разрешает автору (каждому соавтору) материалов следующее:
  1. Право пользоваться печатными или электронными вариантами материалов статьи в форме и содержании, принятыми Издателем для публикации в Журнале. Подробнее см. политики Оплаченного открытого доступа, подписки и самоархивирования.
  2. Право бесплатно копировать или передавать коллегам копию напечатанной статьи целиком или частично для их личного или профессионального использования, для продвижения академических или научных исследований или для учебного процесса или других информационных целей, не связанных с коммерческими целями.
  3. Право использовать материалы из опубликованной статьи в написанной автором (соавторами) книге, монографии, учебнике, учебном пособии и других научных и научно-популярных изданиях.
  4. Право использовать отдельные рисунки или таблицы и отрывки текста из материалов в собственных целях обучения или для включения их в другую работу, которая печатается (в печатном или электронном формате) третьей стороной, или для представления в электронном формате во внутренние компьютерные сети или на внешние сайты автора (соавторов).
  • Автор (соавторы) соглашаются, что каждая копия материалов или любая ее часть, распространенная или размещенная ими в печатном или электронном формате, будет содержать указание на авторское право, предусмотренное в Журнале и полную ссылку на Журнал Издателя.
  • Автор (соавторы) гарантирует, что материалы являются оригинальной работой и представлены впервые на рассмотрение только в этом Журнале и ранее не публиковались. Если материалы написаны совместно с соавторами, автор гарантирует, что проинформировал их относительно условий публикации материалов и получил их подписи или письменное разрешение подписываться от их имени.
  • Если в материалы включаются отрывки из работ или имеются указания на работы, которые охраняются авторским правом и принадлежат третьей стороне, то автору необходимо получить разрешение владельца авторских прав на использование таких материалов в первом случае и сделать ссылку на первоисточник во втором.
  • Автор гарантирует, что материалы не содержат клеветнических высказываний и не посягают на права (включая без ограничений авторское право, права на патент или торговую марку) других лиц и не содержат материалы или инструкции, которые могут причинить вред или ущерб третьим лицам. Автор (каждый соавтор) гарантирует, что их публикация не приведет к разглашению секретных или конфиденциальных сведений (включая государственную тайну). Подтверждением этого является Экспертное заключение (см. перечень документов в Правила для авторов).
  • Издатель обязуется опубликовать материалы в случае получения статьей положительного решения редколлегии о публикации на основании внешнего рецензирования (см. Политика рецензирования).
  • В случае публикации статьи на английском языке в журнале «Radioelectronics and Communications Systems» (Издатель: Аллертон Пресс, США, распространитель Springer) автору (соавторам) выплачивается гонорар после выхода последнего номера журнала года, в котором опубликована данная статья.
  • Документ Согласие на публикацию, который подают русскоязычные авторы при подаче статьи в редакцию, является краткой формой данного договора, в котором изложены все ключевые моменты настоящего договора и наличие которого подтверждает согласие автора (соавторов) с ним. Аналогичным документом для англоязычных авторов является Copyright Transfer Agreement (CTA), предоставляемый издательством Allerton Press.
  • Настоящий Договор вступает в силу в момент принятия статьи к публикации. Если материалы не принимаются к публикации или до публикации в журнале автор (авторы) отозвал работу, настоящий Договор не приобретает (теряет) силу.