User Oriented Transmit Antenna Selection in Massive Multi-User MIMO SDR Systems.
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大规模多用户 MIMO SDR 系统中面向用户的发射天线选择
DOI：
10.3390/s20174867
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发表时间：
2020-08-28
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Huo Y
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Zhong S;Feng H;Zhang P;Xu J;Huang L;Yuan T;Huo Y
提出了一种基于发射天线选择（TxAS）辅助的多用户多输入多输出（MU-MIMO）系统，该系统在MIMO下行信道环境下运行，与不采用TxAS的传统MU-MIMO系统相比，具有更高的数据速率，同时保持较低的硬件成本。我们选择在发射机采用简单而有效的零强迫波束形成（ZFBF）线性预编码方案，以便在考虑用户侧时降低解码复杂性。此外，考虑到同一小区内的用户可能需要不同的服务质量（QoS），我们进一步提出了一种新的面向用户的智能TxAS （UOSTxAS）方案，其主要思想是根据不同用户的QoS需求来实现AS。最后，我们在软件定义无线电（SDR） MIMO通信硬件平台上实现了所提出的UOSTxAS方案，这是第一个运行UOSTxAS MU-MIMO方案的原型硬件系统。结果表明，采用TxAS的UOSTxAS方案能够为优先级用户提供更高的数据速率，同时在仿真和实现的SDR MIMO通信平台中合理地保证了需要较低速率的普通用户的性能。
A transmit antenna selection (TxAS) aided multi-user multiple-input multiple-output (MU-MIMO) system is proposed for operating in the MIMO downlink channel environments, which shows significant improvement in terms of higher data rate when compared to the conventional MU-MIMO systems operating without adopting TxAS, while maintaining low hardware costs. We opt for employing a simple yet efficient zero-forcing beamforming (ZFBF) linear precoding scheme at the transmitter in order to reduce the decoding complexity when considering users’ side. Moreover, considering that users within the same cell may require various qualities of service (QoS), we further propose a novel user-oriented smart TxAS (UOSTxAS) scheme, of which the main idea is to carry out AS based on the QoS requirements of different users. At last, we implement the proposed UOSTxAS scheme in the software defined radio (SDR) MIMO communication hardware platform, which is the first prototype hardware system that runs the UOSTxAS MU-MIMO scheme. Our results show that, by employing TxAS, the proposed UOSTxAS scheme is capable of offering higher data rates for priority users, while reasonably ensuring the performance of the common users requiring lower rates both in simulation and in the implemented SDR MIMO communication platform.
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