Alocação de recursos baseada em imparcialidade Max-Min para sistemas MIMO massivos
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0375.2022v43n1p45Palavras-chave:
Potência, Espectro, MIMO massivo, Alocação de potência, Justiça Max-Min, Modelo de canal estocástico geométricoResumo
Este trabalho trata de abordagens de alocação de potência e espectro para sistemas múltiplas entradas e múltiplas saídas massivo (M-MIMO). É feita uma análise para verificar a eficiência das soluções fornecidas pelos esquemas usados para o problema de trade-off espectral e de eficiência energética (SE-EE) em sistemas de comunicação sem fio baseados em antenas massivas. Primeiro apresentamos o modelo de canal estocástico baseado em geometria (GBSM), descrevendo o comportamento de um arranjo linear uniforme de antenas (ULA), e mostramos como os parâmetros do canal afetam a capacidade do canal. Também mostramos que, sob este modelo, o SE ainda aumenta sem limites quando o número M de antenas de estação base (BS) aumenta, desde que a contaminação do piloto seja substancialmente mitigada ou eliminada, mas quando o número K de usuários (UEs) aumenta com um número fixo de antenas na BS, há uma limitação crescente dos combinadores em mitigar a interferência inter-usuário, dificultando a decodificação. O cenário de downlink (DL) é analisado, introduzindo o problema generalizado de alocação de energia e derivando o esquema de max-min a partir dele. Propomos um procedimento para resolver o problema max-min e interpretamos a solução algorítmica em termos de complexidade e respectivo desempenho EE e SE.
Downloads
Referências
ANDERSEN, M.; DAHL, J.; VANDENBERGHE, L. Cvxopt: python software package for convex optimization. [S. l.]: CVXOPT, 2021. Available from: https://cvxopt.org/. Access in: Sep. 20, 2021.
BJORNSON, E.; HOYDIS, J.; SANGUINETTI, L. Massive MIMO networks: Spectral, energy, and hardware efficiency. Foundations and Trends in Signal Processing, [Netherlands], v. 11, n. 3/4, p. 154–655, 2017.
BJORNSON, E.; SANGUINETTI, L.; WYMEERSCH, H.; HOYDIS, J.; MARZETTA, T. L. Massive MIMO is a reality – what is next? five promising research directions for antenna arrays. Digital Signal Processing, Duluth, v. 94, p. 3-20, 2019.
BOYD, S.; VANDENBERGHE, L. Convex optimization. Cambridge: Cambridge University Press, 2004.
CARVALHO, E. de; ALI, A.; AMIRI, A.; ANGJELICHINOSKI, M.; HEATH JUNIOR, R. W. Non-stationarities in extra-large scale massive MIMO. IEEE Wireless Communications, New York, v. 27, n. 4, p. 74-80, 2020.
JENG-SHIANN, J.; INGRAM, M. A. Spherical-wave model for short-range mimo. IEEE Transactions on Communications, New York, v. 53, n. 9, p. 1534– 1541, Sep. 2005.
KWON, J.-H.; CHO, J.; YU, B.; LEE, S.; JUNG, I.; HWANG, C.; KO, Y.-C. Spectral and energy efficient power allocation for mimo broadcast channels with individual delay and QoS constraints. Journal of Communications and Networks, [s. l.], v. 22, n. 5, p. 390– 398, 2020.
LI, H.; CHENG, J.; WANG, Z.; WANG, H. Joint antenna selection and power allocation for an energyefficient massive mimo system. IEEE Wireless Communications Letters, Piscataway, v. 8, n. 1, p. 257–260, 2019.
OLIVERAS MARTINEZ, A.; EGGERS, P.; CARVALHO, E. Geometry-based stochastic channel models for 5g: Extending key fea- tures for massive mimo. In: ANNUAL INTERNATIONAL SYMPOSIUM ON PERSONAL, INDOOR, AND MOBILE RADIO COMMUNICATIONS (PIMRC), 27., 2016, Valencia. Proceedings [. . . ]. Valencia: IEEE, 2016.p. 1–6.
PAYAMI, S.; TUFVESSON, F. Channel measurements and analysis for very large array systems at 2.6 ghz. In: EUROPEAN CONFERENCE ON ANTENNAS AND PROPAGATION (EUCAP), 6., 2012, Prague. Proceedings [. . . ]. Prague: IEEE, 2012. P. 433–437.
SALH, A.; SHAH, N. S. M.; AUDAH, L.; ABDULLAH, Q.; JABBAR, W. A.; MOHAMAD, M. Energy-efficient power allocation and joint user association in multiuserdownlink massive mimo system. IEEE Access, Piscataway, v. 8, p. 1314 – 1326, Dec. 2019.
SANGUINETTI, L.; BJORNSON, E.; HOYDIS, J. Towards massive mimo 2.0: understanding spatial correlation, interference suppression, and pilot contamination. IEEE Transactions on Communications, New York, v.68, n. 1, p. 232–257, Jan. 2020.
ZHENG, K.; OU, S.; YIN, X. Massive mimo channel models: a survey. International Journal of Antennas and Propagation, Cairo, v. 2014,p. 1- 10, 2014.
ZHOU ZHOU, X. G.; FANG, J.; CHEN, Z. Spherical wave channel and analysis for large linear array in los conditions. IEEE Globecom Workshops (GC Wkshps), San Diego, p. 1–6, Dec. 2015.
Downloads
Publicado
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Os Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são de direito do autor. Em virtude de aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais. A revista se reserva o direito de efetuar, nos originais, alterações de ordem normativa, ortográfica e gramatical, com vistas a manter o padrão culto da língua e a credibilidade do veículo. Respeitará, no entanto, o estilo de escrever dos autores. Alterações, correções ou sugestões de ordem conceitual serão encaminhadas aos autores, quando necessário. Nesses casos, os artigos, depois de adequados, deverão ser submetidos a nova apreciação. As opiniões emitidas pelos autores dos artigos são de sua exclusiva responsabilidade.
Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição-NãoComercial 4.0 Internacional.
