去蜂窝大规模MIMO系统中预编码算法研究
2021-08-13朱翠涛赵瑶
朱翠涛,赵瑶
(中南民族大学 智能无线通信湖北省重点实验室,武汉 430074)
为提升用户覆盖率和用户体验,2017年NGO等人提出了去蜂窝大规模MIMO的概念[1-2],结合集中式大规模MIMO和分布式大规模MIMO的优点,打破传统小区的概念,不存在所谓的边缘用户,因此可实现更加均匀的覆盖[3].虽然去蜂窝大规模MIMO技术有着广阔的应用前景,但是仍然存在一些需要解决的问题.例如,如何选择合适的预编码算法,在获得较好系统频谱效率的同时降低计算复杂度[4].
在去蜂窝大规模MIMO系统的下行链路发送端,信号在传输过程中会受到用户之间的干扰,导致系统性能的下降.而由于在用户端较难采取有效手段消除用户间干扰,因此需在发送端进行预编码处理.目前,在去蜂窝大规模MIMO中,常用的预编码算法有共轭波束成形 (Conjugate Beamforming,CB)预编码[5]、迫零(Zero-forcing,ZF)预编码[6-8]、正则化迫零(Regularized Zero-forcing,RZF)预编码[9]以及最小均方误差(Minimum Mean Square Error,MMSE)预编码[10-11].其中,CB预编码比较简单,但存在用户之间的干扰.与此相反,ZF预编码、RZF预编码以及MMSE预编码都可以消除用户之间的干扰,但涉及矩阵求逆运算,增加了运算量且提升了实际通信系统中硬件实现难度[12].因此,减少矩阵求逆的运算量也就降低了预编码算法复杂度.在大规模MIMO系统中,文献[13]给出了截断多项式扩展预编码算法,该算法利用矩阵多项式代替矩阵求逆,可以降低系统复杂度,但需要处理复杂的参数优化问题.文献[14]中利用高斯塞尔德迭代把矩阵求逆问题转化成求解方程式的解……