Large System Performance and Distributed Scheme of Downlink Beamforming in F-RANs With Distributed Antennas
Large System Performance and Distributed Scheme of Downlink Beamforming in F-RANs With Distributed Antennas
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分布式天线 F-RAN 中的大系统性能和下行链路波束成形的分布式方案
DOI：
10.1109/access.2019.2903881
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发表时间：
2019-03
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
You Xiaohu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhu Pengcheng;Li Jiamin;Wang Dongming;You Xiaohu
研究了分布式天线下雾天无线接入网下行波束赋形的性能。无线信道被建模为Rician衰落。我们分析的信号与干扰加噪声比（SINR）和数据速率的最大比传输（MRT）和正则化迫零（RZF）波束形成器在大系统的限制，其中的天线和用户的数量趋于无穷大，而保持一个固定的比率的渐近行为。在一些实际的F-RAN环境中，难以执行集中式处理和全局共享信道状态信息（CSI），因此分布式波束成形方案受到关注。因此，我们提出了本地迫零（ZF）波束形成器，仅依赖于本地CSI。仿真结果表明，在有限的系统规模下，MRT和RZF的渐近结果是准确的，局部ZF波束形成器在CSI共享复杂度和干扰控制能力方面提供了MRT和RZF之间的折衷。
This paper addresses the performance of downlink beamforming in fog radio access networks (F-RANs) with distributed antennas. The wireless channel is modeled as Rician fading. We analyze the asymptotic behavior of the signal-to-interference-plus-noise ratio (SINR) and the data rate of maximum ratio transmission (MRT) and regularized zero-forcing (RZF) beamformers in the large system limit, where the numbers of antennas and users go to infinity while keeping a fixed ratio. In some practical F-RAN environment, it is difficult to perform centralized processing and share channel state information (CSI) globally, so distributed beamforming schemes are of interest. Therefore, we propose the local zero-forcing (ZF) beamformer that relies only on local CSI. The simulation results show that the asymptotic results of MRT and RZF are accurate for finite system size, and the local ZF beamformer provides a tradeoff between MRT and RZF in terms of CSI sharing complexity and interference control ability.
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