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基于成对用户大规模MIMO中继系统的频谱效率性能分析
  • ISSN号:1003-0530
  • 期刊名称:《信号处理》
  • 时间:0
  • 分类:TN92[电子电信—通信与信息系统;电子电信—信息与通信工程]
  • 作者机构:[1]东南大学信息科学与工程学院,江苏南京210096, [2]池州学院机电工程学院,安徽池州247000
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863计划)(2015AA01A703);国家重点基础研究发展计划(973计划)(2013CB336600);国家自然科学基金(61372101,61671144,61271018);江苏省科技计划项目(BE2015156);安徽省高校自然科学研究项目(KJ2015A198)
中文摘要:

该文针对成对用户大规模MIMO中继系统,在中继采用最大比合并/最大比发射(MRC/MRT)预编码方案下,利用大数定律,推导出系统频谱效率的闭合表达式,显式的描述了频谱效率与中继天线数、用户对个数以及信源用户和中继发射功率的关系。基于此,分析了当天线数增大时,在用户对个数固定不变和等比例增长两种情况下,频谱效率的渐进性能和所能获得的发射功率增益。结果表明,当用户数固定时,频谱效率将随天线数呈近似对数增长规律;当用户数随天线数等比例增长时,通过调整比例值,可满足平均每个用户的频谱效率达到任意指定值,且无需额外发射功率消耗。最后,通过数值仿真验证了所推导的频谱效率闭合表达式的精确性以及所有渐进性能的分析结果。

英文摘要:

Based on the massive multiple-input multiple-output (MIMO) relaying system with muhi-pair users, an analytical expression of the spectral efficiency was derived by virtue of the law of large numbers when the maximum ratio combi- hinge/maximum ratio transmission (MRC/MRT) precoding was adopted at the relay. The closed-form expression gave an explicit relation between the spectral efficiency and the number of relay antennas and user-pairs, as well as the transmit power at the source users and the relay. Using this expression, we analyzed the asymptotic performance of spectral efficien- cy and the transmit power gain when the number of relay antennas became large with the number of user-pairs keeping fixed or proportionally increasing. It was shown that the spectral efficiency increased with the number of relay antennas and de- creased with number of user-pairs, both logarithmically. Moreover, when the number of served user-pairs increased propor- tionally to the number of relay antennas, arbitrary spectral efficiency per user could be achieved by adjusting the ratio of an- tenna number and user-pair number with no extra power cost. Numerical simulations validate the accuracy of the proposed closed-form expression of spectral efficiency and verify all the analytical results in the manuscript.

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期刊信息
  • 《信号处理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国电子学会
  • 主编:谢维信
  • 地址:北京鼓楼西大街41号
  • 邮编:100009
  • 邮箱:xhclfh@sohu.com
  • 电话:010-64010656
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-0530
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2406/TN
  • 邮发代号:80-531
  • 获奖情况:
  • 国家一级科技期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:10219