Multipair Two-Way Full-Duplex Relaying With Massive Array and Power Allocation
Multipair Two-Way Full-Duplex Relaying With Massive Array and Power Allocation
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具有大规模阵列和功率分配的多对双向全双工中继
DOI：
10.1109/tvt.2017.2700997
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发表时间：
2017-05
影响因子：
6.8
通讯作者：
Xiaoqing Zhang
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pengbo Xing;Ju Liu;Chao Zhai;Xinhua Wang;Xiaoqing Zhang
我们考虑一个多对双向全双工中继网络，其中多对全双工用户可以通过一个共同的中继站与一个单一的大规模阵列交换信息。每个用户有一个共享天线，中继站有$M$个共享天线。中继采用放大转发协议，波束形成采用最大比合并/发送或迫零接收/发送方法。当中继天线数目增长到无穷大或足够大时，我们推导出中继的渐近发射功率和渐近/近似频谱效率，有/无功率缩放。在用户总发射功率受限的情况下，对用户的发射功率进行最优分配，使频谱效率最大化。仿真结果验证了我们的渐近和近似结果与大规模天线阵列，并证明了频谱和能量效率与最佳功率分配。
We consider a multipair two-way full-duplex relay network, where multiple pairs of full-duplex users can exchange information through a common relay station with a single massive array. Each user has one shared-antenna and the relay station has $M$ shared-antennas. The relay adopts amplify-and-forward protocol, and the beamforming is performed using maximal-ratio combining/transmission or zero-forcing reception/transmission method. When the number of relay antennas grows to infinity or large enough, we derive the asymptotic transmit power of relay and the asymptotic/approximate spectral efficiency with/without power-scaling. The users’ transmit powers are optimally allocated to maximize the spectral efficiency under the users’ total transmit power constraint. Simulations verify our asymptotic and approximate results with large-scale antenna array, and demonstrate the spectral and energy efficiency with optimal power allocation.
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