Tối ưu hóa Phản hồi cho Truyền tải MIMO Thích ứng Qua Các Kênh Biến Thiên Theo Thời Gian

Wireless Personal Communications - Tập 54 - Trang 579-590 - 2009
Weihua Li1, Meng Ma1, Bingli Jiao1
1Institute of Advanced Communications, Peking University, Beijing, People’s Republic of China

Tóm tắt

Bài báo này nghiên cứu vấn đề công suất của các truyền tải MIMO (đa đầu vào - đa đầu ra) thích ứng với phản hồi thông tin trạng thái kênh (CSI) trên một kênh theo thời gian biến thiên, được mô hình hóa dưới dạng các khối tương quan theo thời gian. CSI được ước lượng tại bộ thu và được phản hồi định kỳ cho bộ phát nhằm cho phép các truyền tải thích ứng. Với mục tiêu tối đa hóa công suất ergodic, một chiến lược phản hồi CSI được đề xuất dựa trên tối ưu hóa hai tham số sau: (1) số bit cho quá trình lượng hóa mỗi CSI và (2) khoảng thời gian để làm mới CSI. Tham số thứ nhất xác định độ chính xác của quá trình lượng hóa và tham số thứ hai liên quan đến sự biến thiên theo thời gian của kênh. Quá trình tối ưu hóa được thực hiện dưới một ràng buộc về công suất phản hồi, tức là, số lượng bit phản hồi tối đa trên mỗi khối là cố định trung bình. Một kết quả lý thuyết được chứng minh và các kết quả số được trình bày để chỉ ra hiệu quả của chiến lược được đề xuất.

Từ khóa

#MIMO #truyền tải thích ứng #thông tin trạng thái kênh #phản hồi CSI #công suất ergodic #tối ưu hóa.

Tài liệu tham khảo

Foschini G.J. (1996) Layered space-time architecture for wireless communication in fading environments when using multi-element antennas. Bell Labs Technical Journal, 1: 41–59 Foschini G. J., Gans M. J. (1998) On limits of wireless communications in a fading environment when using multiple antennas. Wireless Personal Communications 6(3): 311–335 Telatar I. E. (1999) Capacity of multi-antenna Gaussian channels. European Transactions on Telecommunications 10(6): 585–595 Roh J. C., Rao B. D. (2004) Multiple antenna channels with partial channel state information at the transmitter. IEEE Transactions on Wireless Communications 3(2): 677–688 Lau V., Liu Y., Chen T. A. (2004) On the design of MIMO block-fading channels with feedback-link capacity constraint. IEEE Transactions on Communications 52(1): 62–70 Samardzija D., Mandayam N. (2003) Pilot-assisted estimation of MIMO fading channel response and achievable data rates. IEEE Transactions on Signal Processing 51(11): 2882–2890 Hassibi B., Hochwald B. M. (2003) How much training is needed in multiple-antenna wireless links? IEEE Transactions on Information Theory 49(4): 951–963 Onggosanusi E. N., Gatherer A., Dabak A. G., Hosur S. (2001) Performance analysis of closed-loop transmit diversity in the presence of feedback delay. IEEE Transactions on Communications 49(9): 1618–1630 Love D. J., Heath R. W. Jr., Strohmer T. (2003) Grassmannian beamforming for multiple-input multiple-output wireless systems. IEEE Transactions on Information Theory 49: 2735–2747 Mukkavilli K. K., Sabharwal A., Erkip E., Aazhang B. (2003) On beamforming with finite rate feedback in multiple antenna systems. IEEE Transactions on Information Theory 49: 2562–2579 Zhou S., Wang W., Giannakis G. B. (2005) Quantifying the power loss when transmit beamforming relies on finite-rate feedback. IEEE Transactions on Wireless Communications 4(7): 1948–1957 Larsson E. G., Ganesan G., Stoica P., Wong W.-H. (2002) On the performance of orthogonal space-time block coding with quantized feedback. IEEE Communications Letters 6: 487–489 Love D. J., Heath R. W. Jr. (2005) Limited feedback unitary precoding for orthogonal space-time block codes. IEEE Transactions on Signal Processing 53: 64–73 Akhtar J., Gesbert D. (2004) Extending orthogonal block codes with partial feedback. IEEE Transactions on Wireless Communications, 3: 1959–1962 Love D. J., Heath R. W. Jr. (2005) Limited feedback unitary precoding for spatial multiplexing systems. IEEE Transactions on Information Theory 51: 2967–2976 Zhang D., Wei G., Zhu J., Tian Z. (2007) On the bounds of feedback rates for pilot-assisted MIMO systems. IEEE Transactions on Vehicular Technology 56(4): 1727–1736 Sadrabadi M. A., Maddah-Ali M. A., Khandani A. K. (2007) On the capacity of time-varying channels with periodic feedback. IEEE Transactions on Information Theory 53(8): 2910–2915 Narula A., Lopez M. J., Trott M. D., Wornell G. W. (1998) Efficient use of side information in multiple antenna data transmission over fading channels. IEEE Journal on Selected Areas in Communications 16(8): 1423–1436