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基于最坏情况噪声行为的多用户干扰下MIMO系统容量性能分析

摘要

蜂窝多用户MIMO系统的容量取决于各种参数,例如系统结构、发射和接收策略、发射机和接收机的信道状态信息以及信道属性。最近,研究的主要焦点是单用户MIMO系统、它们的信道容量以及它们在空时编码下的错误性能。一般来说,蜂窝多用户MIMO系统的容量受到加性高斯白噪声、小区内其他用户的小区内干扰以及小区外用户的小区间干扰的限制。我们研究一个干扰作用的点对点链路。干扰对不同的系统场景和各种参数进行建模。因此,我们考虑了噪声受到不同约束的三种情况。在第一种情况下使用一般的跟踪约束。在第二种情况下,噪声协方差矩阵特征值保持不变,在第三种情况下噪声协方差阵对角线上的条目保持不变。我们假设接收机和发射机都具有完美的信道状态信息。我们解决了相应的极小极大规划问题,并刻画了最坏情况下的噪声和最优传输策略。在所有情况下,具有最坏情况噪声的MIMO系统的可实现容量等于某些MIMO的容量,在这些MIMO中,信道是正交的,或者发射天线不允许合作,或者发射机没有信道状态信息。此外,极大极小表达式满足鞍点性质。所有理论结果均通过实例和数值模拟进行了说明。

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Jorswieck,E.,Boche,H.基于最坏情况噪声行为的多用户干扰下MIMO系统容量性能分析。J无线通信网络 2004, 670321 (2004). https://doi.org/10.1155/S1687147204406136

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