多用户大规模多天线系统中发射天线选择算法的研究
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LIU Kai,TAO Cheng,LIU Liu,etal.ResearchontransmitantennaselectionformultiuserMassiveMIMOsystems[J].JournalofBeijingJiaotongUniversity,2018,42(5):28-33.(inChinese)
多用户大规模多天线系统中发射天线 选择算法的研究
刘 凯1,陶 成1,2,刘 留1,2,李泳志1,卢艳萍1
(1.北京交通大学 电子信息工程学院,北京 100044;2.东南大学 移动通信国家重点实验室,南京 210096)
摘 要:与传统的多输入多输出系统(MIMO)相 比,由 于 大 规 模 MIMO 系 统 基 站 端 配 备 了 大 量 天
的天线选择算法更适用于低 SNR 的情况,更适合实际的通信系统.
关键词:无线通信;大规模 MIMO;发射天线选择;射频链路;频谱效率;复杂度
中 图 分 类 号 :TN929.5
文 献 标 志 码 :A
Researchontransmitantennaselectionformultiuser MassiveMIMOsystems
第42卷 第5期 2018 年 10 月
北京交通大学学报 JOURNAL OFBEIJINGJIAOTONG UNIVERSITY
Vol.42 No.5 Oct.2018
文 章 编 号 :1673-0291(2018)05-0028-06
DOI:10.11860/ji.ssn.1673-0291.2018.05.004
术,通过结合和改进现有的两种天线选择基准 的 算 法,在 综 合 考 虑 大 规 模 MIMO 系 统 性 能 和 复 杂
度 的 前 提 下 提 出 了 一 种 新 型 发 射 天 线 选 择 算 法 .通 过 分 析 仿 真 结 果 :可 以 得 知 提 出 的 新 型 发 射 天 线
选择通过牺牲少量的复杂度,提升了多用户大规模 MIMO 系统的频谱效率,并可以看出,本文所提
线,其能量效率和频谱效率都有了 显 著 的 提 高.然 而 大 规 模 MIMO 也 意 味 着 基 站 端 需 要 安 装 大 量
的射频(RF)链路,从而大大提高了系统 成 本 和 系 统 功 耗,因 此 天 线 选 择 技 术 可 以 成 为 降 低 大 规 模
MIMO 系 统 成 本 和 功 耗 的 潜 在 解 决 方 案 之 一.本 文 研 究 了 大 规 模 MIMO 系 统 中 发 射 天 线 选 择 技
LIU Kai1,TAOCheng1,2,LIU Liu1,2,LIYongzhi1,LU Yanping1
(1.SchoolofElectronicandInformationEngineering,BeijingJiaotong University,Beijing100044,China; 2.NationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
收 稿 日 期 :2017-06-29 基金项目:北京市自然科学基金(L172030);国家自然科学基金 (61701017,61471027);东 南 大 学 移 动 通 信 国 家 重 点 实 验 室 开 放 研 究 基 金
(2018D11) Foundationitems:BeijingNaturalScienceFoundation(L172030);NationalNaturalScienceFoundationofChina(61701017,61471027);Open
ResearchFundoftheNationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversity(2018D11) 第 一 作 者 :刘 凯 (1987— ),男 ,河 北 衡 水 人 ,博 士 生 .研 究 方 向 为 大 规 模 天 线 下 的 信 号 处 理 和 信 道 建 模 .email:liukai@bjtu.edu.cn. 引用格式:刘凯,陶成,刘留,等.多用户大规模多天线系统中发射天线选择算法的研究 [J].北京交通大学学报,2018,42ห้องสมุดไป่ตู้5):28-33.
Abstract:Comparedtothetraditional Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)systems,the Massive MIMOsystemscanprovidelargegainsinenergyefficiencyandspectralefficiencydueto thelargenumberofantennasatthebasestation.However,MassiveMIMO meanlargescaleRadioFrequency (RF)chainswhichsignificantlyincreasethesystemcostandpowerconsumption. Thereforeantennaselectionschemebecomesapotentialsolutioninordertoreducethesystem costand powerconsumption.Inthispaper,weinvestigatethe Transmit Antenna Selection (TAS)technologiesthroughthecombination oftheimprovedtwo existing antennaselection schemes.AnovelTASschemeisproposedcomprehensivelyconsideringthesystem performance andthecomplexityin MassiveMIMOsystem.Theanalyzedsimulationresultsshowthatthepro-
多用户大规模多天线系统中发射天线 选择算法的研究
刘 凯1,陶 成1,2,刘 留1,2,李泳志1,卢艳萍1
(1.北京交通大学 电子信息工程学院,北京 100044;2.东南大学 移动通信国家重点实验室,南京 210096)
摘 要:与传统的多输入多输出系统(MIMO)相 比,由 于 大 规 模 MIMO 系 统 基 站 端 配 备 了 大 量 天
的天线选择算法更适用于低 SNR 的情况,更适合实际的通信系统.
关键词:无线通信;大规模 MIMO;发射天线选择;射频链路;频谱效率;复杂度
中 图 分 类 号 :TN929.5
文 献 标 志 码 :A
Researchontransmitantennaselectionformultiuser MassiveMIMOsystems
第42卷 第5期 2018 年 10 月
北京交通大学学报 JOURNAL OFBEIJINGJIAOTONG UNIVERSITY
Vol.42 No.5 Oct.2018
文 章 编 号 :1673-0291(2018)05-0028-06
DOI:10.11860/ji.ssn.1673-0291.2018.05.004
术,通过结合和改进现有的两种天线选择基准 的 算 法,在 综 合 考 虑 大 规 模 MIMO 系 统 性 能 和 复 杂
度 的 前 提 下 提 出 了 一 种 新 型 发 射 天 线 选 择 算 法 .通 过 分 析 仿 真 结 果 :可 以 得 知 提 出 的 新 型 发 射 天 线
选择通过牺牲少量的复杂度,提升了多用户大规模 MIMO 系统的频谱效率,并可以看出,本文所提
线,其能量效率和频谱效率都有了 显 著 的 提 高.然 而 大 规 模 MIMO 也 意 味 着 基 站 端 需 要 安 装 大 量
的射频(RF)链路,从而大大提高了系统 成 本 和 系 统 功 耗,因 此 天 线 选 择 技 术 可 以 成 为 降 低 大 规 模
MIMO 系 统 成 本 和 功 耗 的 潜 在 解 决 方 案 之 一.本 文 研 究 了 大 规 模 MIMO 系 统 中 发 射 天 线 选 择 技
LIU Kai1,TAOCheng1,2,LIU Liu1,2,LIYongzhi1,LU Yanping1
(1.SchoolofElectronicandInformationEngineering,BeijingJiaotong University,Beijing100044,China; 2.NationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversity,Nanjing210096,China)
收 稿 日 期 :2017-06-29 基金项目:北京市自然科学基金(L172030);国家自然科学基金 (61701017,61471027);东 南 大 学 移 动 通 信 国 家 重 点 实 验 室 开 放 研 究 基 金
(2018D11) Foundationitems:BeijingNaturalScienceFoundation(L172030);NationalNaturalScienceFoundationofChina(61701017,61471027);Open
ResearchFundoftheNationalMobileCommunicationsResearchLaboratory,SoutheastUniversity(2018D11) 第 一 作 者 :刘 凯 (1987— ),男 ,河 北 衡 水 人 ,博 士 生 .研 究 方 向 为 大 规 模 天 线 下 的 信 号 处 理 和 信 道 建 模 .email:liukai@bjtu.edu.cn. 引用格式:刘凯,陶成,刘留,等.多用户大规模多天线系统中发射天线选择算法的研究 [J].北京交通大学学报,2018,42ห้องสมุดไป่ตู้5):28-33.
Abstract:Comparedtothetraditional Multiple-Input Multiple-Output (MIMO)systems,the Massive MIMOsystemscanprovidelargegainsinenergyefficiencyandspectralefficiencydueto thelargenumberofantennasatthebasestation.However,MassiveMIMO meanlargescaleRadioFrequency (RF)chainswhichsignificantlyincreasethesystemcostandpowerconsumption. Thereforeantennaselectionschemebecomesapotentialsolutioninordertoreducethesystem costand powerconsumption.Inthispaper,weinvestigatethe Transmit Antenna Selection (TAS)technologiesthroughthecombination oftheimprovedtwo existing antennaselection schemes.AnovelTASschemeisproposedcomprehensivelyconsideringthesystem performance andthecomplexityin MassiveMIMOsystem.Theanalyzedsimulationresultsshowthatthepro-