当前位置:
X-MOL 学术
›
IEEE Trans. Commun.
›
论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Quantized Massive MIMO Systems with Multicell Coordinated Beamforming and Power Control
IEEE Transactions on Communications ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1109/tcomm.2020.3036689 Jinseok Choi 1 , Yunseong Cho 2 , Brian L. Evans 2
IEEE Transactions on Communications ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-01-01 , DOI: 10.1109/tcomm.2020.3036689 Jinseok Choi 1 , Yunseong Cho 2 , Brian L. Evans 2
Affiliation
In this paper, we investigate a coordinated multipoint (CoMP) beamforming and power control problem for base stations (BSs) with a massive number of antenna arrays under coarse quantization at low-resolution analog-to-digital converters (ADCs) and digital-to-analog converter (DACs). Unlike high-resolution ADC and DAC systems, non-negligible quantization noise that needs to be considered in CoMP design makes the problem more challenging. We first formulate total power minimization problems of both uplink (UL) and downlink (DL) systems subject to signal-to-interference-and-noise ratio (SINR) constraints. We then derive strong duality for the UL and DL problems under coarse quantization systems. Leveraging the duality, we propose a framework that is directed toward a twofold aim: to discover the optimal transmit powers in UL by developing iterative algorithm in a distributed manner and to obtain the optimal precoder in DL as a scaled instance of UL combiner. Under homogeneous transmit power and SINR constraints per cell, we further derive a deterministic solution for the UL CoMP problem by analyzing the lower bound of the SINR. Lastly, we extend the derived result to wideband orthogonal frequency-division multiplexing systems to optimize transmit power and beamformer for all subcarriers. Simulation results validate the theoretical results and proposed algorithms.
中文翻译:
具有多小区协同波束成形和功率控制的量化大规模 MIMO 系统
在本文中,我们研究了基站 (BS) 的协作多点 (CoMP) 波束成形和功率控制问题,在低分辨率模数转换器 (ADC) 和数- 模拟转换器 (DAC)。与高分辨率 ADC 和 DAC 系统不同,CoMP 设计中需要考虑的不可忽略的量化噪声使问题更具挑战性。我们首先制定了受信干噪比 (SINR) 约束的上行链路 (UL) 和下行链路 (DL) 系统的总功率最小化问题。然后我们为粗量化系统下的 UL 和 DL 问题推导出强对偶性。利用二元性,我们提出了一个面向双重目标的框架:通过以分布式方式开发迭代算法来发现 UL 中的最佳发射功率,并获得 DL 中的最佳预编码器作为 UL 合并器的缩放实例。在每个小区的同质发射功率和 SINR 约束下,我们通过分析 SINR 的下限进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。我们通过分析 SINR 的下界进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。我们通过分析 SINR 的下界进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。
更新日期:2020-01-01
中文翻译:
具有多小区协同波束成形和功率控制的量化大规模 MIMO 系统
在本文中,我们研究了基站 (BS) 的协作多点 (CoMP) 波束成形和功率控制问题,在低分辨率模数转换器 (ADC) 和数- 模拟转换器 (DAC)。与高分辨率 ADC 和 DAC 系统不同,CoMP 设计中需要考虑的不可忽略的量化噪声使问题更具挑战性。我们首先制定了受信干噪比 (SINR) 约束的上行链路 (UL) 和下行链路 (DL) 系统的总功率最小化问题。然后我们为粗量化系统下的 UL 和 DL 问题推导出强对偶性。利用二元性,我们提出了一个面向双重目标的框架:通过以分布式方式开发迭代算法来发现 UL 中的最佳发射功率,并获得 DL 中的最佳预编码器作为 UL 合并器的缩放实例。在每个小区的同质发射功率和 SINR 约束下,我们通过分析 SINR 的下限进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。我们通过分析 SINR 的下界进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。我们通过分析 SINR 的下界进一步推导出 UL CoMP 问题的确定性解决方案。最后,我们将推导出的结果扩展到宽带正交频分复用系统,以优化所有子载波的发射功率和波束成形器。仿真结果验证了理论结果和提出的算法。