异质无蜂窝MIMO绿色通信网络

来源：信号处理杂志 2024年第8期北京时间：

作者：朱鹏程, 江鹏, 钱宇, 祁栋华, 宋元盟

摘要：异质无蜂窝多天线（Multiple-Input Multiple-Output， MIMO）系统是未来移动网络发展的方向之一，也是极具节能潜力的高效通信系统。本文首先对异质无蜂窝MIMO系统的整体构架进行了介绍，从整体的角度分析该网络的具体构架和节能潜力，随后从绿色网络部署与协作、网络运行与调度以及用户接入、高能效MIMO收发机技术和传输与多址等方面介绍了基本原理和潜在节能增益。随着信息超材料的发展，一些全新的异质MIMO收发机逐渐展现了其在能效方面的优势，合理利用这些新型的收发机技术将有效提高系统能效。除了硬件带来的增益之外，异质无蜂窝组网的增益主要来源于各个接入点的协作传输所形成的超大规模MIMO，而这也带来了更加复杂的信号传输模式，同时受限于有限的算力资源，系统不可能无限协作，因此需要对该系统的接入点部署策略和协作方式进行全新的研究。在完成部署之后，由于用户在空间和时间上的通信需求变化较大，还可以利用深度学习等技术对用户的行为进行一定程度的预测，并在空间和时间上对通信设备的运行状态进行调整，在满足通信指标的同时提高系统的能效。最后，用户的多址接入与传输方式则是整个异质无蜂窝MIMO系统的基础，新型的速率分割多址接入（Rate-Splitting Multiple Access， RSMA）技术可以有效对抗干扰，而针对异质无蜂窝MIMO系统的传输波束赋形也需要进行全新的设计以适应RSMA技术和异质的MIMO设备。 本文还同时讨论了以上各个方面的可能设计以及未来研究方向。

关键词：绿色MIMO, 无蜂窝系统, 全息超表面, 节能通信