超大规模MIMO系统中基于交叠可视区域的功率分配方法

作     者：张军 陆佳程 刘同顺 张琦 蔡曙 ZHANG Jun;LU Jiacheng;LIU Tongshun;ZHANG Qi;CAI Shu

作者机构：南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 

出 版 物：《电子与信息学报》 (Journal of Electronics & Information Technology)

年 卷 期：2023年第45卷第12期

页      面：4262-4270页

核心收录：

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 

基　　金：国家自然科学基金(62071247 62171231 62071249) 

主　　题：超大规模MIMO 可视区域 功率分配方法 大维随机矩阵理论 

摘      要：该文解决了超大规模多输入多输出(MIMO)系统中不同用户的可视区域(VR)存在相互交叠时的下行功率分配问题。考虑单个基站服务多个单天线用户的超大规模MIMO通信场景,由于基站配备的阵列较大,各个用户受障碍物遮挡仅能与基站部分天线进行通信,这部分天线即为各用户的可视区域。该文考虑不同用户的可视区域分布两两交叠,并依此划分子阵,并在各子阵上进行规则化迫零预编码以降低复杂度。接着基于大维随机矩阵理论,推导了系统下行遍历和速率的确定性近似表达式。然后,通过最大化该表达式,给出了基于统计信道状态信息的最优用户功率分配方法的闭式解。最后,仿真结果表明,和速率近似表达式的精度很高,所提功率分配方法能有效提高系统性能。