基于QoS的多小区下行TDD大规模MIMO系统顽健波束成形

曹杰; 廖勇; 沈轩帆

doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017218

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

基于QoS的多小区下行TDD大规模MIMO系统顽健波束成形

学术论文 | 更新时间：2024-06-05

- 基于QoS的多小区下行TDD大规模MIMO系统顽健波束成形
- Robust beamforming for multicell downlink TDD massive MIMO system based on QoS
- 通信学报 2017年38卷第11期页码：44-53
- 作者机构：
  
  1. 东华理工大学机械与电子工程学院，江西南昌 330031
  2. 重庆大学飞行器测控与通信教育部重点实验室，重庆 400044
  3. 西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室，陕西西安 710071
- 作者简介：
  
  [ "曹杰（1990-），男，江西九江人，东华理工大学助教，主要研究方向为无线通信中的预编码、波束成形技术。" ]
  [ "廖勇（1982-），男，四川自贡人，博士，重庆大学副研究员、硕士生导师，主要研究方向为宽带无线通信与网络、飞行器测控与通信等。" ]
  [ "沈轩帆（1994-），男，云南昆明人，重庆大学硕士生，主要研究方向为无线通信信道估计。" ]
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(61501066);重庆市基础与前沿研究计划基金资助项目(cstc2015jcyjA40003);西安电子科技大学综合业务网理论及关键技术国家重点实验室开放基金资助项目(ISN16-03);中央高校基本科研业务基金资助项目(106112017CDJXY500001)
- DOI：10.11959/j.issn.1000-436x.2017218
  中图分类号： TN929.5
- 网络首发：2017-11，
  
  纸质出版：2017-11-25
- 稿件说明：
移动端阅览
曹杰, 廖勇, 沈轩帆. 基于QoS的多小区下行TDD大规模MIMO系统顽健波束成形[J]. 通信学报, 2017,38(11):44-53.

Jie CAO, Yong LIAO, Xuan-fan SHEN. Robust beamforming for multicell downlink TDD massive MIMO system based on QoS[J]. Journal on Communications, 2017, 38(11): 44-53.
曹杰, 廖勇, 沈轩帆. 基于QoS的多小区下行TDD大规模MIMO系统顽健波束成形[J]. 通信学报, 2017,38(11):44-53. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017218.

Jie CAO, Yong LIAO, Xuan-fan SHEN. Robust beamforming for multicell downlink TDD massive MIMO system based on QoS[J]. Journal on Communications, 2017, 38(11): 44-53. DOI： 10.11959/j.issn.1000-436x.2017218.

摘要

针对非理想信道状态信息（CSI，channel state information）下的多小区下行时分复用（TDD，time division multiplexing）大规模多入多出（MIMO，multiple-input multiple-output）系统，研究了基于服务质量（QoS，quality of service）的发射功率和小区间泄露功率最小的波束成形问题。首先，将目标问题近似成凸优化问题，然后，利用上下行链路对偶性，提出一种内外层迭代算法。数值分析结果表明，所提算法与其他几种典型的多小区波束成形算法相比，在算法复杂度和能量效率性能指标方面具有明显优势。

Abstract

In view of multicell downlink time division multiplexing (TDD) massive multiple-input multiple-output (MIMO) systems which had imperfect channel state information (CSI)

the beamforming problem that minimized the total transmit power and signal leakage power based on quality of service (QoS) was studied.First

the objective problem was approximated as a standard convex optimization problem.Then

by using the duality of uplink and downlink

an inner and outer layer iterative algorithm was proposed.Numerical results show that

comparing with other typical downlink multicell massive MIMO beamforming algorithms

the proposed algorithm has obvious advantages in terms of complexity and energy efficiency.

关键词

Keywords

references

LARSSON E , EDFORS O , TUFVESSON F . Massive MIMO for next generation wireless systems [J ] . IEEE Communications Magazine , 2014 , 52 ( 2 ): 186 - 195 .

WANG B , CHANG Y , YANG D . On the SINR in massive MIMO networks with MMSE receivers [J ] . IEEE Communications Letters , 2014 , 18 ( 11 ): 1979 - 1982 .

何世文 , 黄永明 , 杨绿溪 . 基于公平性对偶理论的多小区下行协同波束成形算法 [J ] . 通信学报 , 2013 , 1 ( 34 ): 69 - 76 .

HE S W , HUANG Y M , YANG L X . Multi-cell downlink coordinated beam forming algorithm based on fairness duality theory [J ] . Journal on Communications , 2013 , 1 ( 34 ): 69 - 76 .

李新民 , 邱玲 . 大规模 MIMO 系统中基于溢出概率的顽健波束设计 [J ] . 电子与信息学报 , 2015 , 4 ( 37 ): 848 - 854 .

LI X M , QIU L . Robust coordinated beamforming design based on outage probability for massive MIMO [J ] . Journal of Electronics ＆ Information Technology , 2015 , 4 ( 37 ): 848 - 854 .

董明科 , 李应博 , 万达 , 等 . 基于干扰和功率控制的多小区分布式波束成形 [J ] . 电子学报 , 2015 , 3 ( 43 ): 597 - 600 .

DONG M K , LI Y B , WANG D , et al . Distributive beamforming design in multicell downlinks using interference and power control [J ] . Acta Electronica Sinica , 2015 , 43 ( 3 ): 597 - 600 .

HE S W , HUANG Y M , SHI Y R , et al . Coordinated multicell beamforming for massive multiple-input multiple-output systems based on uplink-downlink duality [J ] . IET Journals ＆ Magazines , 2016 , 10 ( 17 ): 2380 - 2390 .

DARTMANN G , GONG X , AFZAL W , et al . On the duality of the max-min beamforming problem with per-antenna and per-antenna-array power constraints [J ] . IEEE Transactions on Vehicular Technology , 2013 , 62 ( 2 ): 606 - 619 .

SUBBASH L , MOHAMAD A , MEROUANE D . Coordinated multicell beamforming for massive MIMO:a random matrix approach [J ] . IEEE Transactions on Information Theory , 2015 , 61 ( 6 ): 3387 - 3412 .

LE T A , NAKHAI M R . Downlink optimization with interference pricing and statistical CSI [J ] . IEEE Transactions on Wireless Communications , 2013 , 6 ( 61 ): 2339 - 2349 .

HE S W , HUANG Y M , LU Y , et al . Resource efficiency:a new beamforming design for multicell multiuser systems [J ] . IEEE Journals＆ Magazines , 2016 , 8 ( 65 ): 6063 - 6074 .

GOLUB H , LOAN C . Matrix computations [M ] . Johns Hopkins University Press , 1996 .

TSHANGINI M , NAKHAI M R . Second-order cone programming for robust downlink beamforming with imperfect CSI [C ] // Global Telecommunications Conference . 2013 : 3452 - 3457 .

MATI T , MOHAMMAD R N . Second-order cone programming for robust downlink beamforming with imperfect CSI [C ] // Global Communications Conference . 2013 : 3452 - 3457 .

SHEN C , CHANG T H , WANG K Y , et al . Distributed robust multicell coordinated beamforming with imperfect CSI:an ADMM approach [J ] . IEEE Transactions on Signal Processing , 2012 , 60 ( 6 ): 2988 - 3003 .

浏览量

1258

下载量

CSCD

文章被引用时，请邮件提醒。

提交

工具集

关联资源

基于DoA的高速场景下大规模MIMO自适应波束成形

高精度低开销无蜂窝通感一体化网络波束成形优化

面向OFDM的模拟阵列全双工自干扰信道估计

面向新一代Wi-Fi 7/8系统天线技术的演变与发展

STAR-RIS辅助的通信系统中混合场波束成形方案设计