作者: Umut Demirhan, Ahmed Alkhateeb
提交日期: 2021年10月5日 (最终修订于2022年8月8日)
摘要:
无蜂窝大规模MIMO系统具有前景广阔的数据速率和均匀覆盖增益。然而，这些系统通常依赖于基于光纤的前传网络来实现中央处理单元(CPU)与分布式接入点(AP)之间的通信，这增加了基础设施成本、导致安装时间延长，并限制了部署的灵活性和适应性。为应对这些挑战，本文提出了两种基于无线前传的无蜂窝大规模MIMO系统架构，其前传链路工作于比接入链路更高的频段：(i) 纯无线前传架构，其中CPU与每个AP之间都有无线前传链路；(ii) 混合前传架构，其中CPU通过无线链路连接到每个AP簇，而簇内的AP之间通过光纤互连。这些双频段架构确保了高数据速率的前传，并为同步分布式AP提供了强大的能力。此外，无线前传降低了基础设施成本和安装时间，并增强了网络部署的灵活性、适应性和可扩展性。为了研究所提出架构可达到的数据速率，我们构建了考虑前传和接入链路各种实际方面的端到端数据速率优化问题。然后，我们为所提出的架构开发了一种基于用户中心AP分组的、低复杂度且高效的联合波束成形与资源分配解决方案。通过该方案，我们表明，在前传带宽、硬件约束和部署场景的现实假设下，所提出的架构可以实现与基于光纤前传方案相当的数据速率。这为在实践中实现无蜂窝大规模MIMO增益，同时降低基础设施和部署开销，指明了一条有前景的路径。
主题分类:
- 信息论 (cs.IT)
- 信号处理 (eess.SP)
备注: 本文已被 IEEE Transactions on Wireless Communications 接收。
相关链接:
- arXiv: https://arxiv.org/abs/2110.01798
- DOI: https://doi.org/10.1109/TWC.2022.3177186