Low Complexity Beamforming and User Selection Schemes for 5G MIMO-NOMA Systems
Low Complexity Beamforming and User Selection Schemes for 5G MIMO-NOMA Systems
复制标题
5G MIMO-NOMA 系统的低复杂度波束成形和用户选择方案
DOI：
10.1109/jsac.2017.2727229
复制
发表时间：
2017-07
影响因子：
16.4
通讯作者：
Jin Ye
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Chen Chen;Cai Wenbo;Cheng Xiang;Yang Liuqing;Jin Ye
研究了下行多输入多输出非正交多址(MIMO-NOMA)系统的资源分配问题，该问题通常通过波束形成(BF)过程和用户选择(US)过程来解决。本文提出了基于多用户信道状态信息的奇异值分解(MU-CSI-SVD)BF方案和最小功率(Min-Power)US方案。在理想CSI场景下，所提出的MU-CSI-SVD与高复杂度的BF方案相比具有接近最优的和速率性能，而具有与低复杂度的BF方案相同的计算复杂度。对于不完美的CSI场景，提出的MU-CSI-SVD方案也获得了更好的中断概率性能，但所需的计算复杂度与现有的低复杂度BF方案相同。此外，MU-CSI-SVD有助于降低求解Min-Power US问题的计算复杂度。与已有的US方案相比，提出的最小功率方案可以在有限的计算复杂度增加的情况下获得更大的和速率或更低的中断概率。因此，在本文中，我们为5G MIMO-NOMA系统开发了一个完整的RA方案，该方案在理想和非理想CSI场景下都具有优异的性能和较低的计算复杂度。
This paper investigates the resource allocation (RA) problem for the downlink multiple input multiple output-based non-orthogonal multiple access (MIMO-NOMA) system, which is usually solved through a beamforming (BF) process and a user selection (US) process. In this paper, we propose the multiple-user channel state information (CSI)-based singular value decomposition (MU-CSI-SVD) BF scheme and the minimization of power (Min-Power) US scheme. Under perfect CSI scenarios, the proposed MU-CSI-SVD achieves near optimal sum rate performance with the high-complexity BF scheme while has the same level computational complexity as the low-complexity BF scheme. For imperfect CSI scenarios, the proposed MU-CSI-SVD also achieves better outage probability performance but requires the same level computational complexity as the existing low-complexity BF scheme. Moreover, MU-CSI-SVD is helpful to decrease the computational complexity for solving the Min-Power US problem. Compared with existing US schemes, the proposed Min-Power scheme can achieve larger sum rate or lower outage probability with limited computational complexity increment. Therefore, in this paper, we develop a complete RA scheme for 5G MIMO-NOMA systems, which has excellent performance while with low computational complexity for both perfect and imperfect CSI scenarios.
登录
查看更多内容
DOI：
10.1109/lcomm.2016.2606596
发表时间：
2016-12-01
期刊：
IEEE COMMUNICATIONS LETTERS
影响因子：
--
作者：
Lei, Lei;Yuan, Di;Varbrand, Peter
通讯作者：
Varbrand, Peter
DOI：
10.1109/lcomm.2005.1437359
发表时间：
2005-08
期刊：
IEEE Communications Letters
影响因子：
--
作者：
Keunyoung Kim;Youngnam Han;Seong-Lyun Kim
通讯作者：
Keunyoung Kim;Youngnam Han;Seong-Lyun Kim
影响因子：
8.3
作者：
Choi, Jinho
通讯作者：
Choi, Jinho
DOI：
10.1109/glocom.2016.7842087
发表时间：
2016-03
期刊：
2016 IEEE Global Communications Conference (GLOBECOM)
影响因子：
--
作者：
Yan Sun;D. W. K. Ng;Z. Ding;R. Schober
通讯作者：
Yan Sun;D. W. K. Ng;Z. Ding;R. Schober
影响因子：
--
作者：
J. Schaepperle;A. Rüegg
通讯作者：
J. Schaepperle;A. Rüegg