Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Giảm thiểu nhiễu tự tại với ước lượng kênh không hoàn hảo trong hệ thống MU-MIMO khổng lồ bán song công dùng anten chia sẻ
Tóm tắt
Trong bài báo này, chúng tôi xem xét một hệ thống MU-MIMO khổng lồ bán song công sử dụng anten chia sẻ và chứng minh rằng nhiễu tự tại (SI) tại trạm gốc (BS) có thể bị giảm thiểu, mặc dù tồn tại nhiễu SI trên đường truyền trực tiếp và kênh tín hiệu/nhiễu SI bị ước lượng không hoàn hảo. Trạm gốc được giả thiết sử dụng phương pháp nhân không (ZF) hoặc truyền tối đa/ghép tối đa (MRT/MRC) để xử lý tín hiệu tuyến tính. Chúng tôi đề xuất một phương thức huấn luyện kênh nhiễu SI thông qua việc sử dụng chuỗi trực giao và mã hóa ngược xuống, vì vậy mà kênh SI có thể được ước lượng giống như kênh tín hiệu nhưng với kích thước nhỏ hơn nhiều. Dựa trên ước lượng kênh, chúng tôi tiếp tục phân tích việc giảm thiểu SI bằng cách kết hợp phương pháp loại bỏ SI và phương pháp xử lý tuyến tính anten quy mô lớn (LALP). Kết quả số cho thấy rằng thêm 36 dB SI có thể bị giảm thiểu khi kết hợp loại bỏ SI và giảm thiểu LALP. Chúng tôi đưa ra các ranh giới dưới chặt chẽ cho các tỷ lệ đạt được cho sự kết hợp giảm thiểu này. Cuối cùng, chúng tôi tối đa hóa hiệu suất phổ hệ thống và hiệu suất năng lượng dựa trên mô phỏng và các xấp xỉ dạng đóng.
Từ khóa
#nhiễu tự tại #hệ thống MU-MIMO #ước lượng kênh #trạm gốc #phương pháp loại bỏ SI #xử lý tuyến tính anten quy mô lớnTài liệu tham khảo
A Sabharwal, P Schniter, D Guo, DW Bliss, S Rangarajan, R Wichman, In-band full-dulex wireless: Challenges and opportunities. IEEE J. Sel. Areas Commun. 32(9), 1637–1652 (2014).
S Hong, J Brand, JI Choi, M Jain, J Mehlman, S Katti, P Levis, Applications of self-interference cancellation in 5G and beyond. IEEE Commun. Mag. 52(2), 114–121 (2014).
EG Larsson, O Edfors, F Tufvesson, TL Marzetta, Massive MIMO for next generation wireless systems. IEEE Commun. Mag. 52(2), 186–195 (2014).
F Rusek, D Persson, BK Lau, EG Larsson, TL Marzetta, O Edfors, F Tufvesson, Scaling up MIMO: Opportunities and challenges with very large arrays. IEEE Signal Process. Mag. 30(1), 40–60 (2013).
Z Zhang, X Chai, K Long, AV Vasilakos, L Hanzo, Full duplex techniques for 5G networks: Self-interference cancellation, protocol design, and relay selection. IEEE Commun. Mag. 53(5), 128–137 (2015).
X Jia, P Deng, L Yang, H Zhu, Spectrum and energy efficiencies for multiuser pairs massive MIMO systems with full-duplex amplify-and-forward relay. IEEE Access. 3:, 1907–1918 (2015).
TL Marzetta, Noncooperative cellular wireless with unlimited numbers of base station antennas. IEEE Trans. Wireless Commun. 9(11), 3590–3600 (2010).
JI Choi, M Jain, K Srinivasan, P Levis, S Katti, in Proc. ACM MobiCom On. Achieving single channel, full duplex wireless communications (Chicago, 2010), pp. 1–12.
S Goyal, P Liu, SS Panwar, RA Difazio, R Yang, E Bala, Full duplex cellular systems: Will doubling interference prevent doubling capacity?IEEE Commun. Mag. 53(5), 121–127 (2015).
KM Thilina, H Tabassum, E Hossain, DI Kim, Medium access control design for full duplex wireless systems: Challenges and approaches. IEEE Commun. Mag. 53(5), 112–120 (2015).
Y Liao, K Bian, L Song, Z Han, Full–duplex MAC protocol design and analysis. IEEE Commun. Lett. 19(7), 1185–1188 (2015).
L Wang, F Tian, T Svensson, D Feng, M Song, S Li, Exploiting full duplex for device-to-device communications in heterogeneous networks. IEEE Commun. Mag. 53(5), 146–152 (2015).
M Heino, D Korpi, T Huusari, E Antonio-Rodriguez, et al, Recent advances in antenna design and interference cancellation algorithms for in-band full duplex relays. IEEE Commun. Mag. 53(5), 91–101 (2015).
L Song, Y Li, Z Han, Resource allocation in full-duplex communicaitons for future wireless networks. IEEE Wireless Commun. 22(4), 88–96 (2015).
J Hoydis, ST Brink, M Debbah, Massive MIMO in the UL/DL of cellular networks: How many antennas do we need?IEEE J. Sel. Areas Commun. 31(2), 160–171 (2013).
X Rao, VKN Lau, Distributed compressive CSIT estimation and feedback for FDD multi-user massive MIMO systems. IEEE Trans. Signal Process. 62(12), 3261–3271 (2014).
B Lee, J Choi, J Seol, DJ Love, B Shim, Antenna grouping based feedback compression for FDD-based massive MIMO systems. IEEE Trans. Commun. 63(9), 3261–3274 (2015).
L Lu, GY Li, AL Swindlehurst, A Ashikhmin, R Zhang, An overview of massive MIMO: Benefits and challenges. IEEE J. Sel. Topics Signal Process. 8(5), 742–758 (2014).
HQ Ngo, EG Larsson, TL Marzetta, Energy and spectral efficiency of very large multiuser MIMO systems. IEEE Trans. Commun. 61(4), 1436–1449 (2013).
X Pang, W Hong, T Yang, L Li, Design and implementation of an active multibeam antenna system with 64 RF channels and 256 antenna elements for massive MIMO application in 5G wireless communications. China Commun. 11(11), 16–23 (2014).
TL Marzetta, in Proc. IEEE Asilomar Conference on Signals, Systems and Computers (ACSSC06) On. How much training is required for multiuser MIMO? (Pacific Grove, 2006), pp. 359–363.
T Riihonen, S Werner, R Wichman, Mitigation of loopback self-interference in full-duplex MIMO relays. IEEE Trans. Signal Process. 59(12), 5983–5993 (2011).
E Everett, A Sahai, A Sabharwal, Passive self-interference suppression for full-duplex infrastructure nodes. IEEE Trans. Wireless Commun. 13(2), 680–694 (2014).
D Bharadia, E McMilin, S Katti, in Proc. ACM SIGCOMM On. Full duplex radio (Hong Kong, 2013), pp. 375–386.
M Duarte, A Sabharwal, V Aggarwal, et al, Design and characterization of a full-duplex multiantenna system for WiFi networks. IEEE Trans. Veh. Technol. 63(3), 1160–1177 (2013).
HQ Ngo, HA Suraweera, M Matthaiou, EG Larsson, Multipair full-duplex relaying with massive arrays and linear processing. IEEE J. Sel. Areas Commun. 32(9), 1721–1737 (2014).
P Xing, J Liu, C Zhai, X Wang, L Zheng, Self-interference suppression for the full-duplex wireless communication with large-scale antenna. Trans. Emerg. Telecom. Technol. 27(6), 764–774 (2016).
Z Zhang, Z Chen, M Shen, B Xia, Spectral and energy efficiency of multi-pair two-way full-duplex relay systems with massive MIMO. IEEE J. Sel. Areas Commun. 34(4), 848–863 (2016).
M Duarte, C Dick, A Sabharwal, Experiment-driven characterization of full-duplex wireless systems. IEEE Trans. Wireless Commun. 11(12), 4296–4307 (2012).
S Haykin, Adaptive Filter Theory, 4th edn. (Prentice-Hall, Upper Saddle River, 2002).
H Yang, TL Marzetta, Performance of conjugate and zero-forcing beamforming in large-scale antenna systems. IEEE J. Sel. Areas Commun. 31(2), 172–179 (2013).
J Hoydis, Random matrix theory for advanced communication systems, Ph.D. dissertation (Supelec Univ., France, 2012).
R Couillet, M Debbah, Random matrix methods for wireless communications, 1st edn. (Cambridge Univ. Press, New York, 2011).
AM Tulino, S Verdu, Random matrix theroy and wireless communications. Foundations Trends Commun. Inf. Theory. 1(1), 1–182 (2004).
RJ Serfling, Approximation Theorems of Mathematical Statistics, 2nd edn. (John Wiley & Sons, New York, 1980).