超大规模MIMO系统中基于交叠可视区域的功率分配方法

来源：电子与信息学报杂志2023年第12期北京时间：

作者：张军, 陆佳程, 刘同顺, 张琦, 蔡曙

单位：南京邮电大学通信与信息工程学院 南京 210003

摘要：该文解决了超大规模多输入多输出(MIMO)系统中不同用户的可视区域(VR)存在相互交叠时的下行功率分配问题。考虑单个基站服务多个单天线用户的超大规模MIMO通信场景，由于基站配备的阵列较大，各个用户受障碍物遮挡仅能与基站部分天线进行通信，这部分天线即为各用户的可视区域。该文考虑不同用户的可视区域分布两两交叠，并依此划分子阵，并在各子阵上进行规则化迫零预编码以降低复杂度。接着基于大维随机矩阵理论，推导了系统下行遍历和速率的确定性近似表达式。然后，通过最大化该表达式，给出了基于统计信道状态信息的最优用户功率分配方法的闭式解。最后，仿真结果表明，和速率近似表达式的精度很高，所提功率分配方法能有效提高系统性能。

关键词：超大规模MIMO, 可视区域, 功率分配方法, 大维随机矩阵理论

基金资助：国家自然科学基金(62071247, 62171231, 62071249)